Grundvattentillförseln i västra USA kommer att förändras när klimatet värms upp - de torra södra regionerna kommer att ha mindre och de norra regionerna kommer att ha mer, en University of Arizona-ledd forskargrupp rapporterar.

"Vår studie frågade vad som kommer att bli effekten av klimatförändringar på grundvattentillförseln i västra USA inom en snar framtid, 2021-2050, och den avlägsna framtiden, 2070-2100, " sa första författaren Rewati Niraula. Forskningen var en del av hans doktorandarbete vid UA Department of Hydrology and Atmospheric Sciences.

Den nya studien täcker hela västra USA, från High Plains-staterna till Stillahavskusten, och ger den första detaljerade titten på hur grundvattentillförseln kan förändras när klimatet förändras, sa seniorförfattaren Thomas Meixner, UA professor och biträdande avdelningschef för hydrologi och atmosfäriska vetenskaper.

"För den södra regionen av västra USA kommer det att bli en minskning av grundvattentillförseln, och i den norra regionen av västra USA kommer vi att ha en ökning, sa Niraula, nu senior forskarassistent vid Texas Institute of Applied Environmental Research vid Tarleton State University i Stephenville, Texas.

Grundvatten är en viktig källa till sötvatten, särskilt i väst, och används ofta för att kompensera för bristen på ytvatten under torka, konstaterar författarna. I många delar av väst, grundvattenpumpningen överstiger för närvarande mängden grundvattentillförsel.

"De delar av väst som redan är utsträckta när det gäller vattenresurser - Arizona, New Mexico, Texas High Plains, södra Central Valley - för de platser som redan har problem, klimatförändringarna kommer att dra åt skruvarna, " sa Meixner.

Niraula sa, "2021 är ganska nära, så vi måste börja agera nu. På individnivå och vattenansvarig nivå finns det många saker vi kan göra. "

Forskarna testade hur framtida nederbörds- och temperaturprognoser skulle interagera med aspekter av markytan som vegetation och jordtyp för att påverka grundvattenuppladdningen under två tidsintervall:2021-2050 och 2071-2100.

Även om de torra områdena i allmänhet kommer att bli torrare och de våta områdena kommer att bli våtare under klimatförändringar, den nya forskningen indikerar att framtida förändringar i grundvattentillförseln är mer komplexa.

"Förändringar i laddningen kartläggs inte nödvändigtvis på förändringar i nederbörd ens på en mycket lokal skala, " Sa Meixner. "Geologin och ekologin i landskapet har en effekt."

Pappret, "Hur kan förändringar laddas upp under beräknade klimatförändringar i västra USA?" lagt ut online i Geofysiska forskningsbrev i oktober. En lista över författarna finns längst ner i denna release. U.S. Geological Surveys John Wesley Powell Center och National Science Foundation finansierade forskningen.

Eftersom de olika klimatregimerna i väst kommer att påverka uppladdningen olika, teamet delade in väst i fem hydroklimatiska regioner:söder (Texas, Oklahoma och Kansas), sydväst (Utah, Colorado, Arizona och New Mexico), västra (Kalifornien och Nevada), nordväst (Washington, Oregon och Idaho), och delstaterna i norra Klippiga bergen och Plains (Montana, Wyoming, Norra Dakota, South Dakota och Nebraska).

För att uppskatta grundvattenpåfyllning för baslinjen 1971-2000, forskarna använde en modell som kallas VIC (Variable Infiltration Capacity). Information från VIC är tillgänglig för hela coterminösa USA på ett nät på cirka 12 km på en sida.

Förutom temperatur och nederbörd, VIC:s uppskattningar av grundvattentillförsel tar hänsyn till en viss plats landyta, vegetation och jordart. Dessa faktorer påverkar huruvida vatten i landskapet förångas, rinner av eller suger ner i marken och laddar upp akvifären.

För prognoser av framtida temperatur och nederbörd under den närmaste framtiden (2021-2050) och den avlägsna framtiden (2071-2100), forskarna använde 11 olika globala klimatmodeller. Forskarna kopplade sedan in framtida klimatuppskattningar från var och en av de 11 modellerna i VIC-modellen för att generera projicerade scenarier för grundvattenladdning.

För varje region och tidsperiod, forskarna jämförde den beräknade grundvattentillförseln med återladdningen under 1971-2000.

För den närmaste framtiden, majoriteten av modellerna beräknade att laddningen kommer att öka i norra Rockies and Plains-regionen. Modellerna enades om att grundvattenpåfyllningen skulle minska för väst- och sydvästregionerna. För regionerna söder och nordväst, prognoserna var mer osäkra och minskade och ökade, respektive.

Skillnaden mellan laddningsprognoserna från de 11 globala förändringsmodellerna återspeglar skillnaden i framtida regional nederbörd som modellerna projicerar, skriver författarna.

Denna nya forskning ger en bred bild av hur klimatförändringar kan förändra grundvattenuppladdningen i framtiden, sa Meixner.

"Grundvatten representerar en bank. Vi kan lagra vatten från decennium till decennium, och utan tvekan millennium till millennium - men när vi tar ett uttag från den banken, vi måste hoppas att det finns insättningar som kompenserar för vårt uttag, ", sa Meixner. "Om det inte finns insättningar som kompenserar för uttagen, vi har mindre vatten i framtiden att möta vattenresursutmaningar med."

Att hantera grundvatten nu och i framtiden är förvaltningens och policyns roll, sa Meixner.

"Framtiden säger att det kommer att bli mindre laddning. Det betyder inte att du dränerar akvifärerna torra, "Sade Meixner. "Om vi ​​dränerar akvifärerna torra är ett förvaltningsbeslut."