NASA-satellieten onthullen plotselinge daling van wereldwijde zoetwaterniveaus

GRACE-satellieten meten de zwaartekracht terwijl ze de aarde omcirkelen om veranderende niveaus van water op de aarde te onthullen. Een internationaal team van wetenschappers heeft met behulp van waarnemingen van NASA-Duitse satellieten bewijs gevonden dat de totale hoeveelheid zoetwater op aarde abrupt is gedaald, te beginnen in mei 2014, en sindsdien laag is gebleven. In een rapport gepubliceerd in Surveys in Geophysics suggereren de onderzoekers dat deze verschuiving kan wijzen op een aanhoudend drogere fase voor de continenten van de aarde.

Van 2015 tot 2023 toonden satellietmetingen aan dat de gemiddelde hoeveelheid zoetwater die op het land is opgeslagen—inclusief vloeibaar oppervlaktewater zoals meren en rivieren, plus water in ondergrondse aquifers—290 kubieke mijlen (1.200 kubieke km) lager was dan de gemiddelde niveaus van 2002 tot 2014, aldus Matthew Rodell, een van de auteurs van de studie en hydrologe bij NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. “Dat is tweeënhalf keer het volume dat verloren is gegaan in het Erimeer.”

Tijdens droogteperiodes, samen met de moderne uitbreiding van irrigatielandbouw, moeten boerderijen en steden steeds meer afhankelijk zijn van grondwater, wat kan leiden tot een cyclus van afnemende ondergrondse watervoorzieningen: zoetwatervoorzieningen raken uitgeput, regen en sneeuw vullen ze niet aan, en er wordt meer grondwater opgepompt.

De afname van beschikbaar water legt druk op boeren en gemeenschappen, wat kan leiden tot hongersnood, conflicten, armoede en een verhoogd risico op ziekten wanneer mensen zich wenden tot verontreinigde waterbronnen, volgens een VN-rapport over waterstress gepubliceerd in 2024.

Het team van onderzoekers identificeerde deze abrupte, wereldwijde afname van zoetwater met behulp van waarnemingen van de Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) satellieten, die worden beheerd door het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum, het Duits Onderzoekscentrum voor Aardwetenschappen en NASA. GRACE-satellieten meten schommelingen in de zwaartekracht van de aarde op maandelijkse schalen, wat veranderingen in de watermassa op en onder de grond onthult. De oorspronkelijke GRACE-satellieten vlogen van maart 2002 tot oktober 2017. De opvolger, de GRACE–Follow On (GRACE–FO) satellieten, werden in mei 2018 gelanceerd.

De afname van het wereldwijde zoetwater die in de studie is gerapporteerd, begon met een enorme droogte in Noord- en Centraal-Brazilië, gevolgd door een reeks grote droogtes in Australazië, Zuid-Amerika, Noord-Amerika, Europa en Afrika. Warmere oceaantemperaturen in de tropische Stille Oceaan van eind 2014 tot 2016, culminerend in een van de meest significante El Niño-gebeurtenissen sinds 1950, leidde tot verschuivingen in atmosferische straalstromen die het weer en de neerslagpatronen over de hele wereld veranderden.

Toch, zelfs nadat El Niño afnam, herstelde het wereldwijde zoetwater niet. In feite rapporteren Rodell en zijn team dat 13 van de 30 meest intense droogtes ter wereld die door GRACE zijn waargenomen, hebben plaatsgevonden sinds januari 2015. Rodell en collega’s vermoeden dat de opwarming van de aarde bijdraagt aan de aanhoudende afname van zoetwater.

Opwarming van de aarde zorgt ervoor dat de atmosfeer meer waterdamp vasthoudt, wat resulteert in extremere neerslag, aldus NASA Goddard-meteoroloog Michael Bosilovich. Hoewel de totale jaarlijkse regen- en sneeuwvalniveaus misschien niet dramatisch veranderen, maken lange periodes tussen intense neerslag ervoor dat de bodem uitdroogt en compacter wordt. Dit vermindert de hoeveelheid water die de grond kan absorberen wanneer het regent.

“Het probleem wanneer je te maken hebt met extreme neerslag,” zei Bosilovich, “is dat het water uiteindelijk wegloopt,” in plaats van in de grond te trekken en de grondwatervoorraden aan te vullen. Wereldwijd zijn de niveaus van zoetwater consistent laag gebleven sinds de El Niño van 2014–2016, terwijl meer water als waterdamp in de atmosfeer gevangen blijft.

“Warmer temperaturen verhogen zowel de verdamping van water van het oppervlak naar de atmosfeer, als de wateropslagcapaciteit van de atmosfeer, waardoor de frequentie en intensiteit van droogtecondities toenemen.”

Hoewel er redenen zijn om te vermoeden dat de abrupte daling van zoetwater grotendeels te wijten is aan de opwarming van de aarde, kan het moeilijk zijn om de twee definitief met elkaar te verbinden, aldus Susanna Werth, een hydrologe en wetenschapper op het gebied van remote sensing aan Virginia Tech, die niet bij de studie betrokken was. “Er zijn onzekerheden in klimaatvoorspellingen,” zei Werth. “Metingen en modellen komen altijd met fouten.”

Het blijft nog te zien of het wereldwijde zoetwater zal herstellen naar waarden van vóór 2015, stabiel blijft, of zijn daling voortzet. Aangezien de negen warmste jaren in de moderne temperatuurrecord samenvielen met de abrupte daling van zoetwater, zei Rodell: “We denken niet dat dit een toevalligheid is, en het zou een voorbode kunnen zijn van wat komen gaat.”