Вместе с потеплением климата и усиливающимся влиянием деятельности человека водные запасы в закрытых водных бассейнах повсеместно сокращаются. Новое исследование показало, что такое сокращение усугубляет последствия недостатка воды и ведёт к повышению уровня океана.
Исследование «Недавнее снижение запасов поверхностных вод в мире» выполнено группой учёных из шести стран, и его результаты опубликованы в журнале Nature Geoscience.
«Водные ресурсы крайне ограничены в континентальных внутренних районах, где сток не достигает океана. С научной точки зрения эти регионы являются бессточными бассейнами», — сказал ведущий исследователь Джида Ванг, географ из Университета штата Канзас.
«Последние десятилетия мы наблюдаем всё больше свидетельств нарушений водного баланса в закрытых бассейнах. Например, это исчезающее Аральское море, истощение водоносного слоя в Аравии, отступающие ледники в Евразии. Такие свидетельства дают повод спросить: Снижаются ли мировые водные запасы в бессточных районах, составляющих пятую часть всей поверхности континентов?».
Используя данные наблюдений за гравитацией, полученные спутниками NASA, группа исследователей количественно оценила глобальные потери воды в закрытых бассейнах как сто миллиардов тонн ежегодно, с начала тысячелетия. Это значит, что в засушливых бессточных районах ежегодно исчезает вода в объёме, эквивалентном пяти Великим Озёрам.
Подпись к изображению: Изменения запасов поверхностных вод в бессточных бассейнах по данным, полученным со спутника GRACE в период с апреля 2002 по март 2016 года (в миллиметрах эквивалентного водного покрова в год)
Что удивительно, эти потери воды в закрытых бассейнах в два раза превышают происходящие одновременно изменения количества воды на остальной поверхности материков, в районах, где вода попадает в океан. Такие сточные районы занимают большую часть суши, по ним протекают крупнейшие реки, такие как Нил, Амазонка, Янцзы и Миссисипи.
Ванг отмечает, что график изменения водных запасов в имеющих сток районах соотносится с значительными колебаниями в климатических системах, такими как многолетние циклы течений Эль-Ниньо и Ла-Нинья. Однако потери воды в бессточных районах меньше зависят от естественных краткосрочных изменений. Такая разница говорит о глубоком влиянии на водный баланс внутренних регионов долгосрочных климатических условий и деятельности человека, такой как изменение речных русел, строительство плотин и осушение водоёмов.
По мнению исследователей, эти водные потери в засушливых бессточных областях имеют двойственные последствия. Они не только обостряют проблему нехватки воды, но также содействуют важному обстоятельству, вызывающему беспокойство в глобальном масштабе: подъёму уровня мирового океана. Такой подъём вызван двумя основными причинами: тепловое расширение воды как результат глобального потепления и рост объёма сбрасываемой в океан воды.
«Объём воды ограничен, — говорит Чунцзяо Сонг из Нанкинского института географии и лимнологии, соавтор исследования. — Когда запас воды в бессточном бассейне падает, вода никуда не исчезает. Она перемещается, в основном посредством испарения, в имеющие сток районы, и получает возможность влиять на уровень океана».
За 14 лет наблюдений потери воды в бессточных областях составили эквивалент поднятию уровня океана на 4 миллиметра. Это составляет 10 процентов от общего поднятия уровня океана за этот период и соответствует половине потерь горных ледников и общему объёму извлечённых подземных вод.
«Мы не утверждаем, что вода, потерянная за последнее время в бессточных регионах, полностью переместилась в океан, — говорит Йошихиде Вада, заместитель директора Международного института прикладного системного анализа в Австрии, соавтор работы. — Мы показали, насколько значительными были эти потери. Если так будет продолжаться, избыток воды, попадающий в имеющие сток районы, станет важным источником повышения уровня океана».
Объединяя результаты наблюдений со спутников с поведением гидрологических моделей, группа Ванга связали глобальные потери воды в бессточных регионах со сравнимыми поступлениями с земной поверхности — из водоёмов и ледников а также из флаги, содержащейся в почве, и из водоносных горизонтов.
«Эти сопоставимые потери, однако, являются средним от различающихся по регионам значений, — говорит Ванг. — Например, в бессточной Центральной Азии примерно половина воды теряется с поверхности, особенно таких бессточных озёр, как Аральское и Каспийское моря, озеро Урмия, и тающие ледники в Гималаях.
Таяние ледников является следствием роста температуры, но потеря воды в бессточных озёрах является результатом совместного воздействия засух и отведения в течение длительного времени вод впадающих в эти озёра рек.
Суммарные потери воды в бессточных районах Сахары и Аравии, с другой стороны, в основном составлены чрезмерным использованием подземных вод. В бессточных регионах Северной Америки, включая нагорье Большой Бассейн, потери почвенной влаги, вызванные засухой, были ответственны за бОльшую часть общих потерь воды. Потери воды с поверхности водоёмов Большое Солёное Озеро и озера Солтон-Си составили значительные 300 миллионов тонн в год, чему частично способствовала добыча полезных ископаемых, и канальная ирригация.
«Потери воды в бессточных бассейнах дают пример того, как изменения климата приводят к дальнейшему обезвоживанию и без того пустынных и полупустынных районов. В то же время, истощение грунтовых вод в результате хозяйственной деятельности значительно ускоряет обезвоживание», — говорит Джей Фамиглетти, директор Института водной безопасности в Канаде.
Ванг рассказал о трёх основных выводах, сделанных его группой.
«Во-первых, запасы воды в бессточном районе, хотя и ограничены, могут составлять большую часть водных запасов на всей земной поверхности на временных интервалах, измеряемых десятилетиями. Во-вторых, потеря воды в бессточных районах в последнее время менее чувствительна к естественным колебаниям климата, что говорит о возможности противодействия долговременным климатическим условиям и воздействию человека на оборот воды в природе».
«В-третьих, потери воды в засушливых бессточных областях имеют двойственные последствия, влияя как на локальную обеспеченность водными ресурсами, так и на уровень мирового океана. Это подчёркивает пока что недооцениваемую важность бессточных бассейнов в водном балансе, а также потребность в лучшем понимании изменений водных запасов в в глубинных районах континентов».