Undersøgelse afslører globale ringvirkninger af regional vandmangel

Vandmangel forstås ofte som et problem for regioner, der oplever tørke, men en ny undersøgelse ledet af Tufts University-forskere finder, at ikke kun lokaliseret vandmangel kan påvirke den globale økonomi, men ændringer i den globale efterspørgsel kan have positive og negative ringvirkninger i vandløbsoplande over hele kloden.

Ud over Tufts ingeniører, teamet omfattede eksperter fra Joint Global Change Research Institute ved Pacific Northwest National Laboratory, og Cornell University.

"Vi finder ud af, at vandmangeldynamikken er mere kompliceret end traditionelt anerkendt, "sagde Flannery Dolan, en kandidatstuderende ved Tufts University og hovedforfatter af undersøgelsen. "Ændring af vandforsyning på grund af klimaændringer er kun en del af historien. Regional vandknaphed er også drevet af ændringer i globale vandbehov, som ofte er svære at forudse."

Studiet, "Evaluering af den økonomiske indvirkning af vandmangel i en verden i forandring, "blev offentliggjort den 26. marts i Naturkommunikation , og entydigt fanger de indbyrdes afhængige virkninger af global handel, befolkning og teknologisk vækst, klima forandring, og jordforvaltningsbeslutninger om regionale vandløbsbassiners vandmangel og økonomiske kapacitet til at tilpasse sig denne mangel.

Forskerne brugte en computermodel til at simulere tusindvis af scenarier, der afspejler en bred vifte af potentielle klimaer, socioøkonomisk, og hydrologiske (jordvandskredsløb og forvaltning) forhold i 235 store vandløbsoplande for bedre at forstå, hvordan regional vandknaphed kan have vidtrækkende indvirkninger på den globale økonomi. Disse effekter kan omfatte ændring af globale handels- og forbrugsmønstre i industrier som landbrug, energi, transport, og fremstilling.

"Vi ser på vandmangel som et globalt forbundet og multisektorielt fænomen, "sagde Jonathan Lamontagne, adjunkt i civil- og miljøteknik ved Tufts University og tilsvarende forfatter til undersøgelsen. "Som resultat, undersøgelsen afslører nogle interessante og til tider uventede indsigter i, hvordan lokale forhold kan have genklang over hele kloden."

Undersøgelsen fandt ud af, at den globale handelsdynamik og markedstilpasninger til regional vandmangel kan resultere i positive eller negative økonomiske resultater i alle regionale vandløbsområder, der overvejes i undersøgelsen, afhængig af både vandforsyning (regn, snesmeltning, og grundvand), og faktorer på efterspørgselssiden som landbrugsproduktion, elproduktion, og kommunal brug.

For eksempel, i det nedre Colorado -flodbassin, de værste økonomiske resultater skyldes begrænset grundvandstilgængelighed og høj befolkningstilvækst, men den høje befolkningstilvækst kan også vise sig gavnlig under nogle hydrologiske forhold. I modsætning, de fremtidige økonomiske resultater i Indus-bassinet afhænger stort set af globale politikker for arealanvendelse, der modvirker CO2-emissioner, der kan på tur, tilskynde til overforbrug af grundvandsforsyninger.

"Hvad sker der andre steder i verden gennem forskelle i regionale valg relateret til energiomstillinger, hvordan jorden forvaltes, samt forskellige regionale vandkrav og adaptive valg, kan forme relative fordele og ulemper ved en regions vandintensive økonomiske aktiviteter, "sagde Patrick Reed, Joseph C. Ford -professor i civil- og miljøteknik ved Cornell.

Begrænsninger i vandtilgængeligheden fører normalt til en negativ regional økonomisk indvirkning, men forskningen viste, at nogle regioner kan opleve en positiv økonomisk indvirkning, hvis de har en fordel i forhold til andre vandbassiner og bliver en virtuel eksportør af vand. Orinoco-bassinet i Venezuela, for eksempel, har normalt en pålidelig forsyning af vand og er ofte i en relativ position, der kan drage fordel, når andre regioner er under stress, ifølge forskerne.

Undersøgelsen fandt også, at små forskelle i fremskrivninger for fremtidige klimaforhold kan give meget store forskelle i de økonomiske udfald for vandknaphed.

"Menneskelige aktiviteter og markedsreaktioner kan kraftigt forstærke de økonomiske virkninger af vandknaphed, men de forhold, der fører til denne forstærkning, varierer meget fra det ene bassin til det næste, sagde Lamontagne.

Et vandløb kan betragtes som økonomisk robust, hvis det er i stand til at tilpasse sig tørke med alternative vandkilder eller justere økonomisk aktivitet for at begrænse brugen. Hvis et bassin ikke er i stand til at tilpasse sine forsyningsmuligheder, og hvis langvarig vandknaphed fører til vedvarende økonomisk tilbagegang, derefter beskriver forskerne tabet i vandbassinets tilpasningsevne som at have nået et 'økonomisk vendepunkt'.

For eksempel, i Indus -regionen i Sydasien, vandforsyningen er under stress på grund af tung landbrugsbrug og kunstvanding, der fører til et uholdbart forbrug af grundvand, hvilket placerer den tæt på vippepunktet.

The conditions that lead to these tipping points are highly variable from basin to basin, depending on a combination of local factors and global conditions. In the Arabian Peninsula, low groundwater availability and pricing of carbon emissions are key factors. In the lower Colorado River basin, a mixture of low groundwater availability, low agricultural productivity, and strong economic demands from the U.S. and Europe lead to tipping points.

"It is noteworthy that the lower Colorado River basin has some of the most uncertain and widely divergent economic outcomes of water scarcity of the basins analyzed in this study, " said Reed. "This implies that assumed differences in regional, national and global human activities as well as the intensity of climate change can dramatically amplify the uncertainty in the basin's outcomes."

As climate change makes the physical and economic effects of water scarcity more challenging for policy makers to understand, the researchers hope their work will provide the basis for similar analyses and draw attention to the importance of expanded data collection to improve modeling and decision making.