气候专家警告:到2050年,3.8亿人可能面临“水资源压力”

A damaged wooden boat is pictured as a man fishes at Tambaklorok village, which has been affected by rising sea level and land subsidence, in Semarang, Central Java province, Indonesia, November 26, 2019. Picture taken November 26, 2019. REUTERS/Willy Kurniawan - RC22MD9OKEEF
Depending on the state of climate change, over 390 million people could be exposed to 'water stress; by 2050.Image: REUTERS/Willy Kurniawan
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  • 该研究发表于《地球未来》,考察了气候变化可能如何影响跨国界的水资源压力。

  • “水资源压力”是衡量用水量与可用水量之比的指标。

  • 据预测,到2050年,面临水资源压力的人口可能翻一番,具体取决于全球能否努力将全球变暖幅度控制在2摄氏度以内。

如果未能努力将全球变暖幅度控制在比工业化前水平高出2摄氏度以内,且未来人口增长较快,一项研究发现,到2050年,面临水资源压力的人口可能翻一番。

这意味着,与2010年的人口数相比,到本世纪中叶将有额外3.8亿人可能面临水资源压力。

即便世界实现了《巴黎协定》规定的将气温升幅限制在2摄氏度以内的目标,且人口增长较低,该研究称,与2010年相比,到2050年,面临水资源压力的人口仍可能增长50%。

增长将集中在中东、北非以及南亚和中亚地区。这些地区本已因水资源压力而面临重大挑战,该研究的第一作者向Carbon Brief表示。

水源枯竭

在当今世界,全球约三分之二的人口(约40亿人)每年至少有一个月面临缺水问题。

水资源可用量受自然过程影响,例如降雨量、蒸发速率以及地表地质条件,同时也受人类通过水坝、地下水开采和水库等方式进行的管理影响。

对许多国家而言,水资源可用量还受到上游其他国家行动的所塑造。这些共享水资源被称为“跨界”水资源,例如流经多个国家的主要河流。

这项新研究发表于《地球未来》,考察了气候变化可能如何影响跨国界的水资源压力。研究作者表示,“水资源压力”是衡量用水量与可用水量之比的指标。他们在研究论文中解释,该指标具体衡量的是“需求驱动型”水资源短缺:

“本研究关注的是水资源压力——以用水量与可用水量之比计算——因为……它能很好地体现一个简单的道理:用水量与可用水量之间的关系是,当水资源充足时,用水通常比水资源短缺时的影响更小。”

水荒预测

在这项研究中,作者综合了水文模型和气候模型的数据。为预测2050年的水资源压力,他们考察了两种可能的情景。

第一种情景假设未来人口增长较低,并成功努力将全球变暖幅度控制在2摄氏度以内。(该情景结合了气候变化情景“RCP2.6”与共享社会经济路径“SSP1”。)

第二种情景假设未来人口增长较高,且全球排放要到2060年才会达到峰值。(该情景结合了“RCP6.0”与“SSP3”两种情景。)

研究发现,在第一种情景下,与2010年相比,到2050年,面临水资源压力的人口将翻一番,即额外增加3.8亿人面临水资源压力。(该情景下,2050年的全球人口估计略低于100亿。)

然而,如果全球排放和人口增长均较低,面临水资源压力的人口预计反而会增长50%。

下方地图展示了2050年在低排放和低人口情景(上)与高排放和高人口情景(下)下的全球水资源压力(左)以及水资源压力的相对变化(右)。

左侧地图显示了2050年不同地区的预期水资源压力比率:0至0.1表示无压力(黄色);0.1至0.2表示接近压力(深橙色);0.2至0.4表示中度压力(橙色);0.4至0.7表示高压力(红色);比率超过0.7表示长期压力(深红色)。

右侧地图显示了2010年至2050年压力的相对变化,浅蓝至深蓝表示压力降低,浅橙至深橙表示压力升高。

到2050年,美国中西部地区也可能面临中度水资源压力,Image: Munia等(2020)

“目前很少有新的地区面临高水资源压力,但承压河流流域未来的压力水平将进一步升高。研究发现,增幅最大的地区是北非、中东以及南亚和中亚。”

该研究显示,到2050年,美国中西部地区也可能面临中度水资源压力。

气候变暖的影响

在研究的第二部分,作者探讨了全球不同地区水资源压力的潜在驱动因素。

可能的驱动因素包括本地水资源可用量和用水量的变化,以及上游水资源可用量和用水量的变化。

本地水资源可用量的变化主要由气候变化驱动,Niko Wanders教授,他是一位水文学家,来自乌得勒支大学(位于荷兰),未参与该研究。他对Carbon Brief表示:

“气候变化可能改变当地的降水模式,也会改变蒸发。落到地球表面的所有水,要么以径流形式流走,进入河流、溪流并最终汇入海洋,要么被蒸发。气候变化可能发挥重要作用,因为蒸发部分是由太阳辐射和气温驱动的。”

然而,本地和上游用水量的变化则是由人类活动和人口增长驱动的。

最后一个驱动因素是上游水资源可用量,Wanders表示,它既受气候变化影响,也受上游国家行动的影响。

例如,气候变化会影响从水源流向下游国家的水量。比如,某山脉的降雪减少可能会减少融雪带来的可用水量,即春夏季低地的水量。然而,大规模从河流取水和修建水坝等人类活动,也会影响水量从一个国家流向下一个国家的多少。

下方地图显示了在高排放和高人口增长情景下,2050年与2010年相比,本地用水量(上)和可用水量(下)的百分比变化。地图上,蓝色表示百分比下降,红色表示百分比上升。

2050年水资源压力可能的样貌Image: Munia等(2020)

地图显示,未来用水量可能增长,尤其是在撒哈拉以南非洲和南美洲,而水资源可用量可能下降。该研究称,用水量的大幅增长是由人口增长驱动的。

Kummu表示,阿拉伯半岛及北非部分地区水资源可用量的下降很可能受到气候变化的影响。“在气候变化面前,各国几乎无法采取缓解措施。”

他补充说,对于这些国家而言,一个关键目标应是“向全球行动者施压,要求减少排放”。

总体而言,该研究“很有意义”,但Wander指出,其局限性也值得注意,包括它并未考虑地下水的变化。(Carbon Brief报道的研究发现,气候变化可能会对地下水产生重大影响。)Wanders表示:

“另一个局限在于,它们没有考虑这些地区的作物种植可能如何扩大或缩减。随着水资源日益稀缺,许多此类地区可能将不再适合种植作物。一旦作物消失,这可能会对水资源短缺产生[连锁反应]。”

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