Menschen speichern Wasser in riesigen Metalltürmen und tiefen Betonreservoirs. Aber der Wasserspeicher der Natur ist viel malerischer – die Schneedecke, die majestätische Berge bedeckt. Auch wenn es uns nicht bewusst ist, verlassen sich die Menschen genauso sehr, wenn nicht sogar mehr, auf diese natürlichen Wassertürme als auf die, die wir bauen. Wenn der Frühlingsregen und die Sommersonne diese Schneedecke schmelzen, fließt sie bergab zu durstigen Landschaften und Menschen. Es liefert Wasser, wenn der Niederschlag am geringsten ist, und füllt natürliche und gebaute Stauseen wieder auf. Etwa ein Viertel der Weltbevölkerung ist auf das in den Bergen gespeicherte Wasser angewiesen.
Doch der Klimawandel gefährdet diesen Kreislauf. Bei wärmeren Temperaturen schrumpft die vorhandene Schneedecke und es kommt zu Stürmen, die mehr Regen statt Schnee abwerfen. Die durchschnittliche globale Temperatur ist seit vorindustrieller Zeit bereits um 1,9 °F gestiegen. Durch diese Verschiebung haben Wissenschaftler im Vergleich zu den 1950er Jahren einen Rückgang der in der Schneedecke im Westen der USA gespeicherten Wassermenge um mehr als 20 % festgestellt. Das entspricht dem gesamten Volumen des Lake Mead.
Forscher von sieben verschiedenen Institutionen, die vom Office of Science des Energieministeriums unterstützt werden (darunter das Lawrence Berkeley National Laboratory), verwenden leistungsstarke Computermodelle, um zu berechnen, wie stark sich der Klimawandel in Zukunft auf die Schneedecke auswirken wird. Sie haben herausgefunden, dass eine Erwärmung von 4,5 °F (2,5 °C) über dem vorindustriellen Niveau wahrscheinlich dazu führen wird, dass es in vielen Bergregionen mehr als zehn Jahre hintereinander schneearme bis gar keine Schneefälle gibt.
In diesen Jahreszeiten fällt jedes Jahr 10 % weniger Abfluss als sonst der Fall wäre. Diese 10 % sind für die Wasserversorgung bei geringen Niederschlägen unerlässlich. Dies ist besonders in Dürrezeiten erforderlich, die auch durch den Klimawandel wahrscheinlicher sind. Dieser Temperaturanstieg könnte eintreten, wenn ein „Szenario mit hohen Emissionen“ eintritt, bei dem die Welt weiterhin große Mengen fossiler Brennstoffe verbrennt.
Die Auswirkungen werden jedoch nicht überall auf der Welt gleich sein.
In Nord- und Südamerika wird der Klimawandel die südlichen mittleren Breiten am stärksten treffen. Dieses Gebiet umfasst Chile und Argentinien. Bei einem Szenario mit hohen Emissionen könnte es für die Menschen in diesen Gebieten bereits im Jahr 2046 durchgängig schneearme bis gar keine Jahreszeiten geben. Das ist nur noch 23 Jahre in der Zukunft. Besonders verheerend könnten diese Auswirkungen in den chilenischen Anden sein. Ähnlich wie Kalifornien ist dieses Gebiet ein wichtiges landwirtschaftliches Zentrum und hat eine sehr lange Dürre erlebt.
Die Vorhersage, dass die Berge in Südamerika stärker betroffen sein würden, überraschte die Forscher. Sie erwarteten, dass die Höhenlage dieser Region sie widerstandsfähiger machen würde. Dieses Ergebnis zeigt, wie stark die Auswirkungen des Klimawandels variieren – abhängig von der Geographie und den Ökosystemen eines Gebiets.
Die Berge in Nordamerika würden ebenfalls große Auswirkungen spüren, etwas später als die in Südamerika. Den Bergen der Sierra Nevada in Kalifornien könnte in 35 bis 60 Jahren ein ähnliches Schicksal bevorstehen.
Glücklicherweise sind wir in der Lage, diese potenziellen Zukunftsaussichten zu verstehen und sie zu verhindern. Um diese Vorhersagen zu treffen, erstellen Wissenschaftler Szenarien, die auf unterschiedlichen Treibhausgasemissionen basieren. Sie verwenden Simulationen, sogenannte Erdsystemmodelle, die viele verschiedene Teile des Klimasystems umfassen, die die globale Umwelt prägen. Mithilfe dieser Modelle können wir vorhersagen, welche Auswirkungen jedes weitere Grad Erwärmung haben wird. Die Modelle sind so komplex, dass die Wissenschaftler Supercomputer im National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) verwendeten, einer Benutzereinrichtung des Office of Science.
Mit diesem Wissen können wir an der Reduzierung der Treibhausgasemissionen arbeiten und Anpassungen vornehmen, um die bereits eingetretenen Auswirkungen zu minimieren. Die Energy Earthshots des DOE arbeiten an der Entwicklung neuer, innovativer Technologien, um unseren Bedarf an fossilen Brennstoffen zu eliminieren. Das HyperFACETS-Programm des DOE Office of Science und städtische integrierte Feldlabore verbinden Wissenschaftler mit Menschen in Gemeinden, um ihnen dabei zu helfen, Entscheidungen auf der Grundlage aktueller Forschungsergebnisse zu treffen.
Wasser ist für jeden Menschen und jedes Ökosystem auf unserem Planeten lebenswichtig. Mit wissenschaftlicher Forschung können wir Wassersysteme besser verstehen, unsere Auswirkungen auf sie verringern und Gemeinden dabei helfen, angesichts dieser Veränderungen widerstandsfähiger zu sein.