In den trockenen westlichen Staaten wird das Klima wärmer und trockener, was zu einer erhöhten Nachfrage nach Wasserressourcen durch Menschen und Ökosysteme führt. Laut einer neuen Studie eines Teams des DRI, der University of California, Merced und der Scripps Institution of Oceanography an der UC San Diego fordert jetzt auch die Atmosphäre in weiten Teilen der USA einen größeren Anteil an Wasser als früher.
Die Studie wurde im veröffentlicht Zeitschrift für Hydrometeorologie und bewertete Trends der Verdunstungsnachfrage in den USA während eines 40-Jahres-Zeitraums von 1980 bis 2020 anhand von fünf Datensätzen. Der Verdunstungsbedarf, manchmal auch als „atmosphärischer Durst“ bezeichnet, ist ein Maß für den potenziellen Wasserverlust von der Erdoberfläche an die Atmosphäre, basierend auf Variablen wie Temperatur, Feuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und Sonneneinstrahlung.
Die Ergebnisse des Teams zeigten einen erheblichen Anstieg des atmosphärischen Durstes in weiten Teilen des Westens der USA während der letzten 40 Jahre, wobei der größte und robusteste Anstieg in einem Gebiet um die Flüsse Rio Grande und Lower Colorado lag. Diese Regionen haben Veränderungen in der Größenordnung von zwei bis drei Standardabweichungen von dem erfahren, was während des Basiszeitraums von 1980-2000 beobachtet wurde.
„Dies bedeutet, dass die atmosphärischen Durstbedingungen in Teilen des Landes jetzt außerhalb des Bereichs liegen, der vor 20 bis 40 Jahren vorlag, insbesondere in einigen Regionen des Südwestens“, sagte die Hauptautorin Christine Albano, Ph.D., von DRI . „Das ist wirklich wichtig zu verstehen, denn wir wissen, dass atmosphärischer Durst eine anhaltende Kraft ist, die westliche Landschaften und Wasservorräte in Richtung Dürre treibt.“
Um mehr über die Rolle zu erfahren, die verschiedene Klimavariablen bei der Bestimmung des atmosphärischen Durstes spielen, analysierten Albano und ihre Kollegen die relativen Einflüsse von Temperatur, Windgeschwindigkeit, Sonneneinstrahlung und Luftfeuchtigkeit. Sie fanden heraus, dass Temperaturerhöhungen im Durchschnitt für 57 Prozent der beobachteten Veränderungen in allen Regionen verantwortlich waren, während Feuchtigkeit (26 Prozent), Windgeschwindigkeit (10 Prozent) und Sonneneinstrahlung (8 Prozent) eine geringere Rolle spielten.
„Diese Studie zeigt die dominierende Rolle, die die Erwärmung bei der steigenden Verdunstungsnachfrage gespielt hat, und lässt die erhöhten Wasserstressfaktoren ahnen, denen der Westen bei anhaltender Erwärmung ausgesetzt ist“, sagte der Co-Autor der Studie, John Abatzoglou, Ph.D., von der University of California, Merced .
Für Landwirte und andere Wassernutzer bedeutet der zunehmende atmosphärische Durst, dass in Zukunft mehr Wasser benötigt wird, um den bestehenden Wasserbedarf zu decken. Einige dieser in dieser Studie beobachteten Veränderungen konzentrieren sich auf Gebiete, in denen Erwärmungstemperaturen und unterdurchschnittliche Niederschläge bereits die Wasserversorgung belasten.
In der Region Rio Grande beispielsweise haben die Studienautoren berechnet, dass der atmosphärische Durst zwischen 1980 und 2020 um 8 bis 15 Prozent gestiegen ist. Unter sonst gleichen Bedingungen und unter der Annahme, dass keine weiteren Änderungen in der Bewirtschaftung vorgenommen werden, bedeutet dies, dass jetzt 8 bis 15 Prozent mehr Wasser vorhanden sind erforderlich, um die gleiche gründlich bewässerte Ernte zu erhalten.
„Unsere Analyse deutet darauf hin, dass Nutzpflanzen heute mehr Wasser benötigen als in der Vergangenheit und voraussichtlich auch in Zukunft mehr Wasser benötigen werden“, sagte der Co-Autor der Studie, Justin Huntington, Ph.D., von DRI.
Andere Auswirkungen des erhöhten atmosphärischen Durstes sind Dürre, vergrößerte Waldbrandfläche und verringerte Wasserströme.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Jahrzehnt für Jahrzehnt mit jedem fallenden Niederschlagstropfen wahrscheinlich immer weniger Wasser in Bäche, Feuchtgebiete, Grundwasserleiter oder andere Gewässer abfließt“, sagte der Co-Autor der Studie, Michael Dettinger, Ph.D ., der Scripps Institution of Oceanography und DRI. „Ressourcenmanager, politische Entscheidungsträger und die Öffentlichkeit müssen sich dieser Veränderungen bewusst sein und diese Auswirkungen jetzt und in Zukunft einplanen.“
Mitglieder des Teams entwickeln nun saisonale bis untersaisonale Prognosen des Verdunstungsbedarfs.
„Wir gehen davon aus, dass diese Art von Vorhersagen für Dürre- und Feuervorhersageanwendungen wichtig sein werden“, sagte der Co-Autor der Studie, Dan McEvoy, Ph.D., von DRI.
Christine M. Albano et al, A Multidataset Assessment of Climate Drivers and Uncertainties of Recent Trends in Evaporative Demand across the Continental United States, Zeitschrift für Hydrometeorologie (2022). DOI: 10.1175/JHM-D-21-0163.1