En konsekvens av de globala klimatförändringarna är sannolikheten för mer extrema gungbrott mellan torka och översvämningar, ett fenomen som kallas "väderpiskning".

Nu, forskare vid University of Kansas har publicerat resultat i tidskriften Biogeokemi visar väderpiskan i de amerikanska Midwestens jordbruksregioner kommer att driva försämringen av vattenkvaliteten, tvinga kommuner att söka kostsamma åtgärder för att tillhandahålla säkert dricksvatten till invånarna.

"När regnmönster förändras med klimatförändringar, det förutses att det kommer fler torka, och fler tider med kraftig nederbörd - riktigt stora stormar, "sa Terry Loecke, biträdande professor i miljöstudier vid University of Kansas och huvudförfattare till den nya undersökningen.

Loecke och medförfattare Amy Burgin, docent i miljöstudier, sa att det extrema flödet mellan torka och nederbörd förändrar lagringen av näringsämnen i jordbrukslandskapet - kväve som används i gödningsgårdar viktigast.

"Jordbrukare lägger på sin normala mängd gödselmedel, men när vi har en torka, växter växer inte lika stora och tar inte upp så mycket kväve, "Sa Loecke." Istället för att gå in i växterna, som skulle skördas, den stannar i jorden - och inget vatten spolar bort den. "

Men när översvämningar inträffar, kväve tvättas i ytvatten, till exempel bifloder som matas in i floder.

"Jorden är som en svamp, och när det är torrt stannar kvävet kvar, "Sa Burgin." Men så fort du våt det, som när du vrider en svamp, kvävet kan flöda in i floderna. "

Eftersom många av dessa floder levererar dricksvatten till samhällen i hela Mellanamerika, att avhjälpa stora mängder kväve kommer att betona skattebetalarna eftersom vattenavdelningarna tvingas bygga nya anläggningar för att eliminera kväve från kommunala vattenförsörjningar.

KU -forskarna, tillsammans med Diego Riveros-Iregui vid University of North Carolina på Chapel Hill, Adam Ward från Indiana University, Steven Thomas från University of Nebraska-Lincoln, Caroline Davis från University of Iowa och Martin St. Clair från Coe College, analyserat data från U.S. Geological Survey och National Oceanic and Atmospheric Administration samt andra källor.

Teamet tog en närmare titt på en torka och översvämningscykel 2012-2013 som påverkade stora delar av Mellanvästern, som leder till en kvävepik i ytvattnet.

"Vi tittade på observationer av torka 2012 som slutade i en översvämning och frågade hur ofta det har hänt över övre Mellanvästern under de senaste 10-15 åren, "Loecke sa." Vi fann att sambandet mellan torka-till-översvämningsförhållanden och hög nitrat var ganska vanligt. "

Verkligen, skyhöga nitratnivåer i Des Moines och Raccoon -floderna tvingade Des Moines Water Works att bygga en anläggning för avlägsnande av 4,1 miljoner dollar som kostar $ 7, 000 per dag att driva.

"Dricksvattnet är ett verkligt problem, särskilt i Des Moines, "Sa Burgin." Den har en av de dyraste avlägsnande av nitrat som vi känner till. Under de senaste åren har de har kört det från 25 till 150 plus dagar varje år. Det stämmer verkligen, eftersom pengarna inte finns i budgeten måste de spendera för att få rent dricksvatten till medborgarna. "

Nyligen, vattenförsörjningen stämde flera gårdstäta Iowa-län uppströms från staden för att få tillbaka denitrifikationskostnaderna.

Enligt Loecke och Burgin, som båda också fungerar som forskare med Kansas Biological Survey, ytvattensnitratpikar som de som plågar Iowa kommer att förekomma i större utsträckning i hela jordbruket i Mellanvästern när vädernippel blir vanligare i regionen.

"Den genomsnittliga personen kommer att betala mer för att ha rent dricksvatten, som i staden Des Moines, "Sa Loecke." En stad kan inte förutsäga hur många dagar de kommer att behöva driva en anläggning för avlägsnande av nitrat. När de kör det mycket, det är en stor hit på deras budget, och de måste ge det vidare till sina medborgare, och det kommer att spridas ut till resten av Mellanvästern. Mellanvästare kommer att behöva betala mer för dricksvatten framöver. "

Loecke och Burgin sa att de hoppades att deras forskning kunde hjälpa till att informera bönder, beslutsfattare, vattenavdelningar och allmänheten.

"Kommunala vattentjänster bör vara uppmärksamma, "Sa Burgin." Iowa är bullet i ögonen för detta problem, och det kommer att spridas därifrån - det här kanske inte ligger i framkant för många Kansas -sinnen just nu. Men med tanke på att det är en jordbruksstat, det är en tidsfråga innan vi är i samma båt. I Iowa, nu slår det på mindre kommuner. Enligt analys från Des Moines -registret, 30 procent av dem kommer att ha detta problem-och de flesta har inte skattebaser för att stödja enorma nitratavlägsnande anläggningar. "