השפעת שינויי האקלים על משאבי מים טריים ומערכות נהר

כיצד שינויי האקלים מתפזרים משאבי מים ונהר מערכות

מים טריים הם דם החיים של מערכות אקולוגיות, חקלאות וציוויליזציה אנושית.אבל שינוי האקלים הוא שינוי מהיר מאוד של המערכות המספקות את המשאבים היקרים האלה.עלייה בטמפרטורות הגלובליות של שינוי במשקעים, להאיץ את ההתמדה, ולהגביר את אירועי מזג האוויר הקיצוניים, שכל אלה משחזרים את הכמות, האיכות והתזמון של מים זורמים דרך נהרות ומחלימים את המים האלה, מאיימים את הביטחון של מיליארדי אנשים וסיכון של חיי מגורים בריאים, תלויים.

הבנת המנגנונים שמאחורי הפרעות אלה היא קריטית עבור קובעי מדיניות, מנהלי מים וקהילות השואפים להסתגל. מאמר זה חוקר את ההשפעות המשמעותיות ביותר של שינויי אקלים על משאבי מים מתוקים ומערכות נהר, ממשטרי זרימה משתנים ומכווץ קרחונים כדי להחמיר את איכות המים ואתגרי ממשל מתעוררים.

מחזור המים העולמי בלחץ

שינויי האקלים פועלים ככפלה על מחזור המים הטבעי.אוויר וורמר מחזיק יותר לחות, הגדלת עוצמת אירועי המשקעים, ובמקביל שואבים יותר מים מקרקעות וגופי פני השטח באמצעות evaporation ו Transpiration.אפקט כפול זה יוצר עולם של קיצונים הידרולוגיים: אזורים רטובים מקבלים אזורים רטובים, יבשים מקבל דומם, ותזמון של זמינות מים משתנה ללא משפט.

גלובלי, מחזור המים הידרדר בכ-4% מאז המאה ה-20, על פי פאנל הבין-ממשלתי על שינויי האקלים (IPCC):0Sixth Report AssessmentphFLT:1, האצה זו באה לידי ביטוי בצורות אינטנסיביות יותר ובשיטפונות, מנעול שלג מהיר יותר, וצמצום מי הקרקע לטעון מחדש באזורים רבים של אריד וחצי-אריים.

בנוסף, הזמינות של המשקעים גדלה, מה שמוביל לזמינות מים עונתית בלתי צפויה יותר.חוסר יכולת זו מסבך תכנון חקלאי, ניהול מאגר ומערכות בקרה מבוללות, הדורשות גישות גמישות וגמישות יותר.

השפעות על זמינות מים: סיפור של קיצוניות

הורידו את Snowpack ו-קרחונים Retreat

מאות מיליוני אנשים מסתמכים על גרוטאות עונתיות וקרחונים מתנוססים על אספקת המים שלהם.בטווחים הרריים כגון ההימלאיה, אנדס, רוקיס, האלפים, ו Cascades, טמפרטורות התחממות מקטינים את היקף ומשך של כיסוי שלג.קרחונים שנמשכו במשך אלפי שנים נסוגים בקצב חסר תקדים.

מחקר שנערך בשנת [[1924]] בשנת [[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]

בנוסף לכמות, נסיגת קרחונים משפיעה על תזמון המים והטמפרטורה.שינויים מוקדמים יותר של הנהר יורד לחודשים קודמים, צמצום זמינות המים במהלך תקופת ההשקה בקיץ הקריטי.טמפרטורת המים של וורמר משפיעה גם על מערכות אקולוגיות מימיות, ומדגישים מינים קרים של מים מותאמים לתנאים קרירים מבחינה היסטורית קרירים יותר.

עוד אינאנטנס ו-Prolonged Droughts

עליית הטמפרטורות הגבוהות יותר של הביקוש החמקמק, הייבוש הקרקעות והפחתת זרימת הזרם.אזורים כמו דרום-מערב ארה"ב, הים התיכון, דרום אפריקה, ואוסטרליה כבר חווים בצורתות מתמשך ורב-שנתיות שמזנים את אספקת המים.באגן הנהר קולורדו, המספק מים ל-40 מיליון אנשים, זרמים ירדו בכ-20% מעל המאה הקודמת, עם כמחצית מהירידה המיוחסת להתחממות, על פי דו"ח גיאו-פרנציו-פרנציו-פרנציו-פר: 1.

דלא רק להפחית את כמות המים; הם מתרכזים במזהמים, חמצן מומס נמוך יותר, ולהגדיל את הסיכון של שריפות פרועות שפוגעות בשמיכות מים.שריפות אלה, המוחזקות בתנאים חמים ויבשים יותר, להסיר צמחייה המייצבת אדמה, המוביל לשחיקה מוגברת ומשקעים בנהרות כאשר הגשמים חוזרים.

יתר על כן, בצורת ממושכת פוגעת במי הקרקע לטעון מחדש. באזורים רבים, מי הקרקע משמש כמצח ביקורתי במהלך לחשים יבשים.שיעורי טעינה מופחתים יכולים להוביל למחיקת זמן ארוכה של אקוויפרים, מאיים על אבטחת מים עתידיים עבור שתייה, השקיה ושימושים תעשייתיים.

שיטפון ודעה קדומה

אווירה חמה יותר יכולה להכיל 7% יותר לחות לדרגה Celsius, מה שמוביל לאירועים גשם קיצוניים יותר.אלה אינם תחזיות תיאורטיות אלא חיזויים מתועדים: השיטפונות האירופיים, השיטפונות של פקיסטן, ואירועי גשם פורצי שיא ברחבי מזרח ארצות הברית כולם מתאימים לתבנית.כאשר גשם כבד נופל על אדמה יבשה, אפופת, הרבה ממנה, הרבה יותר מאשר לספוג, מבולת שיאים וגורם לשחיקה, לשחיקה, לשחיקה, לנפץ את התשתיות.

שיטפונות פלאש הופכים תכופים יותר, מערכות ניקוז עירוניות גדולות וגורמים נזק נרחב בערים ובאזורים כפריים כאחד.היפוף המוגבר גם מעביר את האבקות מהקרקעות העירוניות והחקלאיות לנהרות ולאגמים, עוד איכות מים משפילה.

בנוסף, התזמון של הצפות משתנה.גמלית שלג מוקדמת בשילוב עם גשם באביב כבד יכול ליצור אירועי שיטפון מורכבים, מדגיש תשתיות קיימות של בקרת הצפות.אתגרים אלה מדגישים את הצורך בחיזוי משופר, עמידות תשתיות, והתאמה של הקרקע לשימוש בתכנון.

השפעה על River Ecosystems

משטרי זרימה חלופיים ופריסת שטח

נהרות הם מערכות דינמיות תלויות בטווח טבעי של תנאי זרימה, מזרימי קיץ נמוכים ועד לשיטפונות באביב. שינויי האקלים משבשים את הקצב הזה.מלגאז'ט מוקדם דוחף את זרימת השיא מוקדם יותר בשנה, בעוד מופחתת זרימת בסיס בקיץ ומפלת נהרות מנותקים.

מינים רבים של נהרות, כגון סלמון, trout ו- grgeon, דורשים תנאים ספציפיים לטמפרטורה ולזרימה לשרוד ולהתרבות מים חמים ישירות מאיים על מינים קרים של מים; דוחות EPA כי רבים בתי גידול רבים מצפון אמריקה המתאימים לטרטוט וסלמון יכולים לרדת ב-50% או יותר עד סוף המאה אם התחממות נמשכת FLT:0 EPA , אינדיקטורים של LT1:1 EPA.

שינויים הידרולוגיים גם משנים את התחבורה של סימנט, רכיבה על אופניים תזונתיות וקישוריות מבוללת.צמצם את הגבולות של הצפה של סימנטים עשירים במזונות על הצפות, המשפיעים על המגוון הביולוגי והפרודוקטיביות של כדור הארץ.

אובדן שירותי המגוון הביולוגי והמערכת האקולוגית

מערכות אקולוגיות מים טריות מארחות שיעור גדול של המגוון הביולוגי הגלובלי, עם נהרות ואגמים המכילים כ -10% מכל המינים הידועים למרות כיסוי של פחות מ-1% משטח כדור הארץ.שינוי האקלים מוסיף ללחץ מבנייה סכרת, זיהום, והזדקנות יתר של מינים עם סובלנות תרמית או יכולת פיזור מוגבלת הם פגיעים ביותר.

מעבר למגוון הביולוגי, מערכות האקולוגיות של הנהר מספקות שירותים קריטיים: טיהור מים, שטף מים, רכיבה על אופניים תזונתית, ואספקת מזון.הפחתת שירותים אלה יש עלויות כלכליות ישירות עבור דגים, תיירות וטיפול במים. לדוגמה, הירידה של אוכלוסיות דגים ילידיות משבשת דיג מסחרי ותשתיות subsistence, השפעה על פרנסות ואבטחת מזון.

באזורים מסוימים, אובדן של רטובות וצמחייה הפורצת מפחיתה את ההגנה הטבעית של הצפות ואת יכולת סינון המים, הגדלת הפגיעות להצפות וזיהום.

איכות המים מושפעת משינויי האקלים

סודיות ושקיפות

אירועים גשם אינאנטנס מקיפים אדמה ושטף את הסדמנט לנהרות.עומסי סימנט גבוהים מגבירים את הבלבול, להפחית את חדירה האור לצמחים מימיים, וסאם גורמת לחצים.במאגרים, סימנטציה מופחתת את יכולת האחסון, מקצרת את תוחלת החיים של סכרים. Post-Firererererererebles הם פגיעים במיוחד; שריפות מחמירות על ידי בצורת ועוזבים, לעתים קרובות, גשמים כבדים, ונהרות, ונהרות גשם כבדות, ולעתים קרובות.

עודף של שומן יכול ל clog דגים גיולים, להפחית את יעילות האכלה, ואת המורכבות של גידול גידול לקוי. באזורים חקלאיים, שחיקה הקרקעית נושאת גם חומרים מזינים קשורים וחומרי הדברה לתוך נתיבי מים, זיהום מורכב.

זיהום תזונתי ו-Harmful Algal Blooms

טמפרטורות מים וורמר מאיצות רכיבה על אופניים תזונתיות ומקדם את הצמיחה של cyanobacteria (האגה כחול ירוק) כאשר גשמים כבדים מפרשנים נפוחים משדות חקלאיים לתוך נתיבי מים, השילוב של חום וחומרים מזינים יוצר תנאים אידיאליים עבור אלגל מזיקים (HAB) אלה פורחים לייצר רעלנים כי זיהום מים, מים חמים קרובים, ויוצרים אזורי חמצן מתים שבו הוא depled Lake Erie, לדוגמה, כגון:0-Freceicicicicicial להחליף איכות חקלאית:

HAB גם משפיע על אתרי מזון מימיים, הרג דגים ו unvertebrates וצמצום המגוון הביולוגי.ההשפעות הכלכליות כוללות הפסדים בדגים, תיירות, ועלויות טיפול במים מוגברות. ניטור ובקרה של קלטי תזונה, במיוחד חנקן ו זרחן, הם חיוניים כדי להפחית את הפריחה האלה.

המונחים: pathogen

טמפרטורות מים עולה גם את שכיחות פתוגנים כגון FLT:0VibriophFLT:1 חיידקים ו-FLT:2CryptosporidiumFLT 3 בשילוב עם שיטפונות כי overwhelms טיפול בשפכים, זה יוצר סיכונים בריאותיים חמורים.

מבול מים יכולים לשאת פתוגנים לתוך אספקת מים לשתייה, המוביל להתפרצויות של מחלות כגון cholera, dysentery, hepatitis A. הגדלת טמפרטורה עומסים מזינים משפרים את הישרדות פתוגנית ורבייה, עוד שיפור הסיכונים.

אזורים חמים אזוריים ואוכלוסיות Vulnerable

דרום אסיה: מגדלי המים ההימלאיה

ביתם של תשעה מהנהרות הגדולים של אסיה, אזור ההינדו-ש ההימלאיה מספק מים לכמעט 2 מיליארד בני אדם.נסיגת הקרחון, שינוי דפוסי מונסון, ועוד שיטפונות תכופים יותר מאיימו על השקיה שתחת ייצור מזון.מחקר ב-FLT:0 Environmental Research LettersFLT:1 פרויקטים תחת פליטות גבוהות, הכנופיות והכנופיות יכלו לראות 20% מתחנות קיץ.

האוכלוסייה הצפופה של האזור הזה והתלות החקלאית הופכים אותו רגיש מאוד לשינויים בזמינות מים. לחץ מים יכול להחמיר את המתיחות החברתית ולהגביר את הפגיעות לביטחונות המזון.בנוסף, התדירות המוגברת של שיטפונות באגם הקרח (GLOFs) מציבה סכנות חמורות להורדת הקהילות הזרם המרכזיות.

אפריקה שמדרום לסהרה: תלות במים

קהילות אפריקאיות רבות מסתמכות על בארות מים רדודות רגישות לשינויים במשקעים.צורות תכופות יותר להפחית את הטעינה, בעוד גשם כבד יכול להציף latrines ולהשמיד את הספקות המוגבלות והממשל, עושים הסתגלות במיוחד מאתגרת.

בחלק מהאפריקה שמדרום לסהרה, מי הקרקע מספק חיץ קריטי נגד תחלואה במים על פני השטח, אך מיצוי בלתי ניתן לקיום וזיהום מאיים על המשאב הזה.חדשנות בטיפול במים זולים וניהול מבוסס קהילה הם הכרחיים לטפל בפגיעות אלה.

המערב האמריקאי: מערכת במשבר

מערכת הנהר קולורדו, המנוהלת באמצעות מסגרת משפטית מורכבת משנות העשרים, לא נועדה למשטר האקלים הנוכחי. Lake Mead ו- Lake פאוול, המאגרים הגדולים ביותר בארצות הברית, צנחו לרמות נמוכות מבחינה היסטורית. קיצוץ במים לערים ולחוות הם כעת בלתי נמנעים, מה שגורם לחשיבה מחדש של זכויות מים, שימור ומקורות חלופיים כמו דיספלנציה.

מעבר זכויות המים בשילוב עם בצורת ממושכת והתחממות הובילה ל"גירעון בנייה" באספקת המים של אגן. Collaborative interstate והסכמים בינלאומיים מועברים לאזן דרישות מתחרות בין משתמשים עירוניים, חקלאיים ואקוניים.

מאמצים לשיפור יעילות המים, להשקיע במים ממוחזרים, ולשחזר את בתי הגידול הטבעיים, אך חייבים להאיץ את בריאות הסביבה הכלכלית והסביבתית של האזור.

אסטרטגיות הסתגלות לשינוי נוף הידרולוגי

ניהול הביקוש-Side Management

צמצום הביקוש למים הוא לעתים קרובות האפשרות הזולה והמהירה ביותר.זה כולל תיקון דליפות בצנרת ההזדקנות (כמה ערים מאבדות 20-30% מים באמצעות דליפת), קידום טכניקות השקיה יעילות כמו מערכות טפטפות, ומחיר מים כדי לשקף את העלות האמיתית שלה. [+] קמפיינים חינוך ציבורי אשר מעודדים שימור מים יכול להניב חיסכון משמעותי, כפי שנראה בתגובה של המילניום של אוסטרליה.

מ"ג מים, תמחור עניבה, ותמריצים עבור מכשירי חיסכון במים מעודדים צריכת אחראית.ניהול הביקוש החקלאי הוא קריטי, כמו irrigation חשבונות עבור כ -70% של שימוש במים מתוקים גלובליים.טכניקות כגון השקיה גירעון והחלפת יבול לזנים פחות רגישים מים יכול להתאים לשימוש במים.

תשתיות ירוקות ושיקום מים

אחסון מחדש של הרטובות, התחדשות גבעות, והגנה על הצפות יכול לחטוף קהילות נגד הצפות והבצורת. תשתיות ירוקות כמו גינות גשם וריצוף שניתן להעלות את מי הקרקע ולצמצם את מי הסערה.פתרונות המבוססים על הטבע אלה מספקים גם שיתוף פעולה עבור מגוון ביולוגי והתחדשות.

שיקום ווטרש משפר את אחסון המים הטבעי ואת סינון, צמצום ההסתמכות על תשתיות מונדסות.לדוגמה, יערות בריאים משפרים חדירה והפסקתיים איטית, מזרזים סיכונים מבולים ושומרים על זרימת הבסיס במהלך תקופות יבשות.

אחריות ומודרניזציה של תשתיות

הגדלת סכרים ומאגרים לשיפור גמישות התפעולית יכולה לעזור לנהל זרמים משתנים.חלק מהתחומים הם חקרו אחסון מחוץ לזרם הזרם, תשלום פיצויים מהיר, ושימוש זמני של פני השטח והמים.עם זאת, בניית סכר חדשה חייבת לשקול את ההשפעות האקולוגיות ואת יכולת הארוכות טווח תחת שינוי תנאי האקלים.

ניהול מאגר חכם באמצעות נתונים בזמן אמת וחיזוי יכול לייעל אחסון מים ושחרור, איזון צרכים אנושיים ואקוניים.בנוסף, טכניקות ניהול סימנט להאריך את תוחלת החיים ולשמור על איכות המים.

מים חוזרים ודה-הבחנה

טכנולוגיות טיפול מתקדמות מאפשרות שימוש בטוח במים עירוניים ותעשייתיים. סינגפור ו לוס אנג'לס הן דוגמאות של ערים שהשקיעו רבות במיחזור מים. דזאליון, בעוד אנרגיה אינטנסיבית, מספקת אספקה בעלת עוצמה בצורת לערים החוף; שיפורים ביעילות האוסמוזה הפוכה הם צמצום עלויות וצריכת אנרגיה.

הגדלת מקורות אנרגיה מתחדשת עם צמחי תיפול יכול להפחית עוד את ההשפעות הסביבתיות.עם זאת, ניהול זהיר של לרשות רזות הוא הכרחי כדי להגן על מערכות אקולוגיות ימיות.

אתגרים ומדיניות

שינויי אקלים חושפים חולשות במסגרות של ניהול מים קיימות.מערכות הקצאת מים רבות מבוססות על זרמים היסטוריים שאינם מחזיקים עוד בנהרות טרנסנדנדאריים, אשר מהווים 60% מזרימת מים מתוקים בעולם, הן שנויות במחלוקת במיוחד.

ניהול משאבי מים משולבים (IWRM) המשלב תחזיות אקלים, מעורבות בעלי מניות וקבלת החלטות גמישה הוא חיוני.היוזמה של FLT:0UN WatercioFLT:1 מדגישה את הצורך בשיתוף נתונים, מערכות התראה מוקדמות, ומבנה יכולת במדינות מתפתחות.

הממשל היעיל חייב גם לטפל בבעיות הון, להבטיח לאוכלוסיות פגיעות יש גישה למים ולכלול בתהליכים קבלת החלטות.מסגרות משפטיות הסתגלותיות המאפשרות תיקון זכויות המים והקצאות בהתבסס על תנאי שינוי הן הכרחיות יותר ויותר.

מסקנה: התחדשות הפעולה

שינויי האקלים אינם איום עתידי; הם מעצבים מחדש משאבי מים מתוקים ומערכות הנהר כיום.האפקטים המשולבים של הידרולוגיה משתנה, הפרעה מערכתית, והשפלה באיכות המים מציבים אתגרים עמוקים לרווחת האדם ולקיימות סביבתית.

בעוד הקהילה העולמית שואפת לעמוד ביעדים לפיתוח בר קיימא של האו"ם, שמירה על משאבי מים מתוקים בתוך שינויי האקלים היא דבר חשוב.השקעות בחוסנות, מדיניות מושכלת ומעורבות קהילתית יכולות לעזור להבטיח מים לאנשים ולטבע בעתיד לא ברור.