Bijna een miljard mensen zullen tegen 2100 getroffen worden door waterschaarste, volgens onderzoekers

Prognoses aan het eind van de eeuw suggereren dat een groter deel van de bevolking risico loopt op waterschaarste.

Onderzoek aan de Northeastern Universiteit toont aan dat tegen het einde van de volgende eeuw 850 miljoen mensen de gevolgen zullen ondervinden van afname van de afvoer van de grootste rivieren ter wereld.

Dit is meer dan drie keer het aantal dat werd geschat in eerdere analyses van aardmodellen, zegt Puja Das, postdoctoraal onderzoeker bij AI for Climate and Sustainability aan het Institute for Experiential AI van de Northeastern Universiteit. “Wat we hebben ontdekt is dat sommige van de meer vaardige modellen de ergste omstandigheden projecteren wat betreft de impact van waterschaarste,” voegt Auroop Ganguly, professor aan Northeastern en co-auteur van het recent gepubliceerde artikel van Das, toe.

Bevolkingsprognoses zijn cruciaal omdat ze beleidsmakers een idee geven van wat te verwachten is op het gebied van voedsel, water en energie, aangezien de afvoer van rivieren watervoorzieningen aanvult, landbouwgrond verrijkt en waterkracht genereert, aldus Das.

Aardmodellen zijn complexe computersimulaties van de processen op aarde, zoals de atmosfeer, oceanen en menselijke activiteiten. Haar onderzoek toont aan dat de vijf meest vaardige modellen voorspellen dat 40% van de 30 grootste rivieren ter wereld een verminderde afvoer zal vertonen tegen 2100, wat een bevolking zal beïnvloeden die 100 keer zo groot is als die van New York City, in tegenstelling tot eerdere schattingen van 260 miljoen.

“We hebben de 30 grootste stroomgebieden ter wereld gekozen, waaronder de Amazonerivier, Congo, Ganges, Brahmaputra en de Nijl,” zegt ze. “We probeerden te achterhalen hoe de afvoer in die stroomgebieden, of de beschikbaarheid van water in die stroomgebieden, wordt gepresenteerd in klimaatmodellen.”

“We weten dat klimaatmodellen verschillende vergelijkingen en parameterisaties gebruiken om deze variabelen te schatten. We proberen te kijken hoe goed ze zijn,” voegt ze eraan toe. De onderzoekers vergeleken twee generaties van Coupled Modeling Intercomparison Projects, de CMIP5 en de recentere CMIP6, om te zien hoe ze presteerden in vergelijking met historische projecties van jaarlijkse afvoer van 1960 tot 2005.

Het laatste model, de CMIP6, bleek vaardiger en nauwkeuriger te zijn, zegt Das. “Bij het toepassen van de modellen op de toekomst vonden we dat de meer vaardige modellen een slechtere scenario voor de toekomst vinden wat betreft de beschikbaarheid van water.”

Een belangrijke factor is dat de nieuwste generatie modellen een hogere resolutie heeft—één datapunt per 100 kilometer in plaats van per 500 kilometer, voegt ze toe. De CMIP6 integreerde ook beter uitgebreide natuurkunde, zoals de fysica van land, oceaan en ijs in de vergelijkingen van klimaatmodellen.

Daarnaast presteerde het beter bij het maken van wiskundige vergelijkingen, bekend als parameterisaties, voor gebeurtenissen zoals wolkenvorming en convectie. “Er zijn enkele kritieke parameterisaties die correct moeten zijn. We zagen dat de modellen die deze parameterisaties gebruiken goed presteren,” zegt Das, een recente Ph.D. afgestudeerde van het Sustainability and Data Sciences Laboratory binnen de afdeling civiele techniek en milieutechniek van Northeastern.

Hogere resoluties, complexere parameterisaties en uitgebreide natuurkunde kunnen de projecties van modellen verbeteren, maar dit is niet gegarandeerd totdat de modellen grondig zijn geëvalueerd tegen waarnemingen (vaardigheden) en tegen elkaar (consensus), zegt ze.

Bovendien zegt Das dat de onzekerheidsgrenzen van modellen in sommige gevallen zelfs kunnen toenemen, ook al verbeteren het begrip en de projectieprestaties. “We proberen naar al deze soorten statistieken te kijken op basis van vaardigheden en consensus, en dat is wat Das heeft gedaan,” zegt Ganguly, onderscheiden professor civiele techniek en milieutechniek aan Northeastern. “Ze stelt dat hogere resolutie, betere parameterisatie en meer natuurkundige componenten waarde toevoegen,” voegt hij eraan toe.

De onderzoekers hebben de modellen ook getest met vijf verschillende scenario’s van koolstofemissies. “We zagen dat als er een groener wereld is, de waterbeschikbaarheid hoger zal zijn en minder mensen getroffen zullen worden door de afname van waterbeschikbaarheid,” zegt Das. Bij lagere koolstofemissies, zegt ze, “vonden we dat 500 miljoen mensen (getroffen zouden worden) in plaats van 900 miljoen mensen, maar de waterbeschikbaarheid zal nog steeds afnemen in bepaalde delen van de wereld.”

Das benadrukt dat het onderzoek belangrijk is voor twee gemeenschappen: beleidsmakers en waterbronnenbeheerders die de resultaten van aardmodellen gebruiken om de impact te begrijpen en aanpassingen te informeren, evenals natuurlijke wetenschappers, datawetenschappers en computationele modelleurs die de aardmodellen bouwen en de resultaten analyseren.