Forventede nedbørsstigninger er dårlige nyheder for vandkvaliteten

Hvis klimaændringerne ikke dæmpes, øget nedbør kan væsentligt overbelaste amerikanske vandveje med overskydende nitrogen, ifølge en ny undersøgelse fra Carnegies Eva Sinha og Anna Michalak og Princeton University's Venkatramani Balaji udgivet af Videnskab . Overdreven næringsstofforurening øger sandsynligheden for hændelser, der alvorligt forringer vandkvaliteten. Undersøgelsen viste, at påvirkningerne vil være særligt stærke i Midtvesten og Nordøst.

Regn og anden nedbør vasker næringsstoffer fra menneskelige aktiviteter som landbrug og forbrænding af fossile brændstoffer ud i floder og søer. Når disse vandveje bliver overbelastet med næringsstoffer, et fænomen kaldet "eutrofiering, "Resultaterne kan være farlige.

Skadelig, toksinproducerende algeopblomstring kan udvikles, samt farlige iltfattige døde zoner kaldet hypoxi. I løbet af de sidste mange år, døde zoner og algeopblomstring i kystområder over hele USA - inklusive den Mexicanske Golf, Chesapeake Bay, og omkring Florida - har modtaget omfattende nyhedsdækning.

Sinha og Michalak ønskede at se fremad og bruge modeller til at forudsige, hvordan klimaændringer kan øge eutrofiering.

I en tidligere undersøgelse, de fandt ud af, at mens arealanvendelse og arealforvaltning kontrollerer "forsyningen" af nitrogen, nedbør styrer, hvor meget af det kvælstof, der strømmer fra jorden og ud i vandvejene. De bemærkede, at både den samlede mængde nedbør og mængden af ​​nedbør, der falder som en del af særligt intense, "ekstrem, "Begivenheder spiller en stor rolle i at bestemme, hvor meget nitrogenafstrømning der sker i løbet af et givet år i USA

I den aktuelle undersøgelse, de brugte denne indsigt til at forudsige, hvordan fremtidige ændringer i nedbør forårsaget af klimaændringer vil, i sig selv, påvirke nitrogenafstrømningen og derved øge risikoen for hændelser af vandkvalitetsforringelse i USA. For at gøre dette, de udnyttede klimafremskrivninger fra 21 forskellige klimamodeller og så på tre mulige fremtidsscenarier.

De fandt ud af, at hvis tendenserne i drivhusgasemissioner følger et "business-as-usual"-scenarie, de resulterende ændringer i klimaet ville ændre nedbørsmønstrene i USA og øge næringsstofforureningen med en femtedel i slutningen af ​​århundredet. Virkningerne ville være særligt stærke i Corn Belt og i det nordøstlige.

At udligne den øgede mængde kvælstof, der skylles ud i vandvejene, ville være en enorm opgave, kræver en hel tredjedel reduktion i det samlede nitrogentilførsel såsom gødningsforbrug.

"Vores resultater viser, at det er bydende nødvendigt, at vandkvalitetsforvaltningsstrategier tager højde for virkningen af ​​fremtidige nedbørsændringer på kvælstofbelastning, " sagde Michalak.

Sinha og Michalaks model er specifik for USA, men ved at søge globale analoger til de stærkt berørte områder fundet af deres forskning, de identificerede Indien, Kina, og Sydøstasien som regioner med høj risiko for store stigninger i nitrogenforurening på grund af øget nedbør.

"Dette er regioner, som mere end halvdelen af ​​verdens befolkning kalder hjem, så alvorlige vandkvalitetsforringelser kan have alvorlige konsekvenser for mange liv, " tilføjede Sinha.

"I 1970'erne, vi opdagede menneskeskabt eutrofiering og tog skridt til at vende dens kurs, siger Tom Torgersen, direktør for National Science Foundation's Water, Bæredygtighed og klimaprogram, som finansierede forskningen. "Som dette papir viser, imidlertid, selv tilsyneladende mindre klimavariationer kan resultere i en tilbagevenden til fortidens eutrofiering. Bare for at holde sig selv, det vil kræve mere forskning at skabe bedre ledelsesstrategier."