Wetenschappers onthullen nieuwe door mensen veroorzaakte veranderingen in de wereldwijde watercyclus

Cracked mud and salt on the valley floor in Death Valley National Park in California can become a reflective pool after rains.

Naar aanleiding van een recent gepubliceerde studie hebben NASA-wetenschappers bijna 20 jaar aan observaties benut om aan te tonen dat de wereldwijde watercyclus op ongekende wijze verandert. De meeste van deze veranderingen worden gedreven door menselijke activiteiten, zoals landbouw, en kunnen gevolgen hebben voor ecosystemen en waterbeheer, vooral in bepaalde regio’s.

“We hebben vastgesteld dat menselijke interventie in de wereldwijde watercyclus significanter is dan we dachten,” zegt Sujay Kumar, een onderzoeker bij NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, en een co-auteur van het artikel dat is gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences.

Deze veranderingen hebben implicaties voor mensen over de hele wereld. Praktijken voor waterbeheer, zoals het ontwerpen van infrastructuur voor overstromingen of het ontwikkelen van droogte-indicatoren voor vroegtijdige waarschuwingssystemen, zijn vaak gebaseerd op aannames dat de watercyclus slechts binnen een bepaald bereik fluctueert, aldus Wanshu Nie, een onderzoeker bij NASA Goddard en de hoofdauteur van de studie.

“Dit geldt mogelijk niet meer voor sommige regio’s,” voegde Nie toe. “We hopen dat dit onderzoek dient als een leidraad voor het verbeteren van de beoordeling van de variabiliteit van waterbronnen en het plannen van duurzaam resourcebeheer, vooral in gebieden waar deze veranderingen het meest significant zijn.”

Een voorbeeld van de impact van menselijke activiteiten op de watercyclus is te vinden in Noord-China, dat te maken heeft met een aanhoudende droogte. Desondanks blijft de vegetatie in veel gebieden gedijen, deels omdat producenten hun land blijven irrigeren door meer water uit de grondwateropslag te pompen, zei Kumar. Dergelijke onderling verbonden menselijke interventies leiden vaak tot complexe effecten op andere variabelen van de watercyclus, zoals evapotranspiratie en afstroming.

Nie en haar collega’s hebben zich gericht op drie verschillende soorten veranderingen in de cyclus: ten eerste, een trend, zoals een afname van water in een grondwaterreservoir; ten tweede, een verschuiving in seizoensgebondenheid, zoals het eerder beginnen van het typische groeiseizoen of een eerdere sneeuwsmelting; en ten derde een verandering in extreme evenementen, zoals “100-jaar overstromingen” die vaker voorkomen.

De wetenschappers verzamelden gegevens van afstandswaarneming van 2003 tot 2020 van verschillende NASA-satellietbronnen: de Global Precipitation Measurement-missie voor neerslaggegevens, een dataset voor bodemvocht van het Klimaatveranderingsinitiatief van het Europese Ruimteagentschap, en de Gravity Recovery and Climate Experiment-satellieten voor gegevens over terrestrische wateropslag. Ze maakten ook gebruik van producten van het Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer-satellietinstrument om informatie over de gezondheid van vegetatie te leveren.

“Dit artikel combineert verschillende jaren van de inspanningen van ons team in het ontwikkelen van mogelijkheden voor satellietdata-analyse, waardoor we in staat zijn om continentale waterfluxen en -opslag wereldwijd precies te simuleren,” zei Augusto Getirana, een onderzoeker bij NASA Goddard en co-auteur van het artikel.

De resultaten van de studie suggereren dat aardesysteemmodellen die worden gebruikt om de toekomstige wereldwijde watercyclus te simuleren, moeten evolueren om de voortdurende effecten van menselijke activiteiten te integreren. Met meer gegevens en verbeterde modellen kunnen producenten en waterresourcebeheerders begrijpen en effectief plannen voor hoe de “nieuwe normaal” van hun lokale watersituatie eruitziet, aldus Nie.