Новые результаты изучения спутниковых наблюдений за более чем два десятилетия показывают, что с 2002 года на континентах Земли произошла беспрецедентная потеря пресной воды. Это связано с изменением климата, неустойчивым использованием подземных вод и экстремальными засухами.
Исследование, проведённое под руководством Университета штата Аризона и опубликованное сегодня в журнале Science Advances, обращает внимание на появление четырёх континентальных регионов с «мегазасухой», все они расположены в северном полушарии, и предупреждает о серьёзных последствиях для водной безопасности, сельского хозяйства, повышения уровня моря и глобальной стабильности.
Основные выводы исследования
Исследовательская группа сообщает, что площади засушливых территорий на суше ежегодно увеличиваются примерно на площадь, равную Калифорнии. При этом скорость, с которой сухие районы становятся ещё суше, вдвое превышает скорость, с которой влажные районы становятся ещё влажнее, что меняет устоявшиеся гидрологические закономерности.
Негативные последствия для доступных запасов пресной воды ошеломляют. 75% населения мира живёт в 101 стране, которая теряет пресную воду в течение последних 22 лет. По данным Организации Объединённых Наций, ожидается, что население мира будет продолжать расти в течение следующих 50–60 лет, в то время как доступность пресной воды резко сокращается.
Исследователи определили тип потери воды на суше и впервые обнаружили, что 68% потерь приходится только на подземные воды, что способствует повышению уровня моря больше, чем ледяные щиты Гренландии и Антарктиды вместе взятые.
Комментарии исследователей
«Эти результаты, возможно, посылают наиболее тревожное сообщение о воздействии изменения климата на наши водные ресурсы», — сказал Джей Фамиглиетти, главный исследователь исследования и профессор глобальных перспектив в Школе устойчивого развития Университета штата Аризона. «Континенты высыхают, доступность пресной воды сокращается, а уровень моря повышается. Последствия продолжающегося неразумного использования подземных вод могут подорвать продовольственную и водную безопасность миллиардов людей по всему миру. Это момент, когда нужны совместные усилия — нам нужны немедленные действия по обеспечению глобальной водной безопасности».
Методы исследования
Исследователи проанализировали более двух десятилетий данных, полученных в рамках американо-германских миссий по восстановлению гравитации и изучению климата (GRACE) и GRACE Follow On (GRACE-FO), чтобы выяснить, как и почему изменилось наземное хранение воды с 2002 года. Наземное хранение воды включает в себя всю поверхностную и растительную воду Земли, влажность почвы, лёд, снег и подземные воды, хранящиеся на суше.
«Поразительно, сколько невозобновляемой воды мы теряем», — сказал Хишикаш А. Чанданпуркар, ведущий автор исследования и научный сотрудник Университета штата Аризона. «Ледники и глубокие подземные воды — это своего рода древние трастовые фонды. Вместо того чтобы использовать их только в периоды необходимости, такие как продолжительная засуха, мы относимся к ним как к данности. Кроме того, мы не пытаемся восполнить системы подземных вод в влажные годы и тем самым приближаемся к неизбежному банкротству пресной воды».
Исследование выявило переломный момент примерно в 2014–2015 годах во время так называемых лет «мега Эль-Ниньо». Климатические экстремумы начали ускоряться, и в ответ использование подземных вод увеличилось, а континентальная засуха превысила темпы таяния ледников и ледяных щитов.
Кроме того, исследование выявило ранее не описанную осцилляцию, когда после 2014 года регионы с засухой переместились из южного полушария в северное, а влажные регионы — наоборот.
Одним из ключевых факторов, способствующих континентальной засухе, является усиление засух в средних широтах северного полушария, например, в Европе. Кроме того, в Канаде и России за последнее десятилетие увеличилось таяние снега, льда и вечной мерзлоты, а продолжающееся истощение подземных вод во всём мире является серьёзным фактором.
Выводы
Исследование показало, что с 2002 года только тропики продолжали в среднем увлажняться по широте, что не было предсказано климатическими моделями МГЭИК (Межправительственной группы экспертов по изменению климата) — сложными компьютерными программами, используемыми для прогнозирования будущих климатических сценариев.
«Это исследование действительно показывает, насколько важно иметь непрерывные наблюдения за такой переменной, как наземное хранение воды», — сказал Чанданпуркар. «Записи GRACE действительно достигли такой длины, что мы можем чётко видеть долгосрочные тенденции, связанные с изменчивостью климата. Дополнительные наблюдения на месте и обмен данными будут способствовать дальнейшему пониманию этих тенденций и информированию управления водными ресурсами».
Непревзойдённые масштабы континентальной засухи угрожают сельскому хозяйству и продовольственной безопасности, биоразнообразию, запасам пресной воды и глобальной стабильности. Текущее исследование подчёркивает необходимость масштабных исследований для информирования политиков и сообществ об ухудшении водных проблем и возможностях для создания значимых изменений.
«Это исследование имеет значение. Оно ясно показывает, что нам срочно нужны новые политики и стратегии управления подземными водами в глобальном масштабе», — сказал Фамиглиетти, который также работает в Лаборатории глобальных перспектив Джули Энн Ригли и является бывшим старшим учёным в области водных ресурсов в Лаборатории реактивного движения НАСА. «Хотя усилия по смягчению последствий изменения климата сталкиваются с проблемами, мы можем бороться с континентальной засухой, внедряя новую политику в области региональной и международной устойчивости подземных вод. В свою очередь, это замедлит темпы повышения уровня моря и поможет сохранить воду для будущих поколений».
Исследование призывает к немедленным действиям по замедлению и обращению вспять истощения подземных вод, защите оставшихся запасов пресной воды и адаптации к растущему риску нехватки воды и прибрежных наводнений.
Исследовательская группа включает учёных из Университета штата Аризона; Хишикаша А. Чанданпуркара, Университета FLAME; Джона Т. Ригера и Дэвида Н. Визе, JPL; Каушика Гопалана и Ёсихидэ Вада, Университета науки и технологий имени короля Абдуллы; Кауру Какинуму, Корейского передового института науки и технологий; и Фань Чжан, Всемирный банк.
Исследование основано на более чем 22 годах данных о хранении наземных вод, полученных в рамках американо-германских спутниковых миссий GRACE и GRACE-FO. Полный отчёт содержит научные анализы и региональные разбивки тенденций засухи, которые оказались устойчивыми и сохранялись, несмотря на изменчивость климата.