Om klimatförändringarna inte stoppas, ökad nederbörd kan avsevärt överbelasta amerikanska vattendrag med överskott av kväve, enligt en ny studie från Carnegies Eva Sinha och Anna Michalak och Princeton University Venkatramani Balaji publicerad av Vetenskap . Överdriven näringsförorening ökar sannolikheten för händelser som allvarligt försämrar vattenkvaliteten. Studien fann att effekterna kommer att vara särskilt starka i Mellanvästern och nordost.

Regn och annan nederbörd tvättar näringsämnen från mänsklig verksamhet som jordbruk och förbränning av fossila bränslen i floder och sjöar. När dessa vattenvägar blir överbelastade med näringsämnen, ett fenomen som kallas "eutrofiering, "Resultaten kan vara farliga.

Skadlig, toxinproducerande algblomningar kan utvecklas, samt farliga döda zoner med låg syrehalt som kallas hypoxi. Under de senaste åren har döda zoner och algblomningar i kustregioner i USA - inklusive Mexikanska golfen, Chesapeake Bay, och runt Florida - har fått omfattande nyhetsbevakning.

Sinha och Michalak ville se framåt och använda modeller för att förutsäga hur klimatförändringar kan öka övergödningen.

I en tidigare studie, de fann att medan markanvändning och markförvaltning kontrollerar "tillförseln" av kväve, nederbörd styr hur mycket av det kvävet som rinner från marken och ut i vattenvägar. De noterade att både den totala mängden nederbörd och mängden nederbörd som faller som en del av särskilt intensiva, "extrem, "Händelser spelar stora roller för att bestämma hur mycket kväveavrinning som uppstår under ett visst år i USA

I den aktuella studien, de använde dessa insikter för att förutsäga hur framtida förändringar av nederbörd som orsakas av klimatförändringar kommer att i och för sig, påverka kväveavrinning och därigenom öka risken för vattenkvalitetshändelser i USA För att göra det, de utnyttjade klimatprognoser från 21 olika klimatmodeller och tittade på tre möjliga framtidsscenarier.

De fann att om trenderna för utsläpp av växthusgaser följer ett "business-as-usual"-scenario, de resulterande klimatförändringarna skulle förändra nederbördsmönster i USA och öka näringsföroreningarna med en femtedel i slutet av seklet. Effekterna skulle vara särskilt starka i majsbältet och i nordöstra.

Att kompensera för den ökade mängden kväve som sköljs ut i vattendragen skulle vara en enorm uppgift, kräver en hel tredjedel minskning av den totala kvävetillförseln, t.ex. användning av gödningsmedel.

"Våra fynd visar att det är absolut nödvändigt att strategier för vattenkvalitetshantering tar hänsyn till effekterna av framtida nederbördsförändringar på kvävebelastning, " sa Michalak.

Sinha och Michalaks modell är specifik för USA, men genom att söka globala analoger för de hårt drabbade områdena som deras forskning finner, de identifierade Indien, Kina, och Sydostasien som regioner med hög risk för stora ökningar av kväveföroreningar på grund av ökad nederbörd.

"Det här är regioner som mer än hälften av världens befolkning kallar hem, så allvarliga försämringar av vattenkvaliteten kan få allvarliga konsekvenser för många liv, "Tillade Sinha.

"På 1970 -talet, vi upptäckte människoorsakad övergödning och vidtog åtgärder för att vända dess kurs, "säger Tom Torgersen, chef för National Science Foundation's Water, Hållbarhets- och klimatprogram, som finansierade forskningen. "Som det här dokumentet visar, dock, även till synes mindre klimatvariationer kan resultera i en återgång till det förflutnas övergödning. Bara för att vara jämn, det kommer att krävas mer forskning för att skapa bättre hanteringsstrategier. "