Urbaniseringen har tagit miljarder människor från landsbygden till stadskärnor, öka trycket på befintliga vattenresurser. Många städer är beroende av förnybart sötvatten som regelbundet fylls på av nederbörd, snarare än grundvatten eller avsaltat vatten.

En studie ledd av Colorado State University fann att 19 av de 29 största städerna i världen är beroende av avdunstning från omgivande landområden för mer än en tredjedel av sin vattenförsörjning. Forskare fann också att beroendet av denna vattenförsörjning är högre under torra år. Resultaten har konsekvenser för markförvaltare och beslutsfattare som övervakar stadsvattensäkerhet.

CSU-forskaren Pat Keys är en del av ett team som tidigare myntat termen "precipitationsheds, " en vattendelare av himlen som identifierar ursprunget till nederbörd som faller i en viss region. Den nya studien, "Megacity precipitations shells avslöjar teleanslutna vattensäkerhetsutmaningar, " publiceras i PLOS ETT .

Ett av studiens nyckelresultat är hur fuktåtervinning är kopplat till en stads vattenförsörjning, sa Keys. Städer som är mest beroende av denna typ av återvinning inkluderar Karachi, Pakistan, och tre städer i Kina:Shanghai, Wuhan och Chongqing. I motsatt ände av skalan, forskargruppen fann att städerna med den minst sårbara fuktåtervinningen inkluderar Kairo, Egypten; Paris, Frankrike; Sao Paulo, Brasilien; och Chicago, Förenta staterna.

"Många av dessa städer har komplexa och betydande förvaltningsprocesser för vattenresurser och försörjning, sa Keys, en forskare vid School of Global Environmental Sustainability vid CSU. "Städer som Chicago har upplevt vattenstress tidigare, men de är väl buffrade av vattenförvaltningen. Å andra sidan, många megastäder kan inte buffra sig från fluktuationer i klimat och säsongsbetonade vädermönster, som Lagos i Nigeria, eller Rio de Janeiro i Brasilien, " han sa.

Fuktåtervinning sker när vatten avdunstar från marken och stiger upp i atmosfären. Denna fukt flödar sedan längs rådande vindströmmar genom atmosfären, faller ut som nederbörd någon annanstans.

"Det du gör på landet påverkar hela den grenen av vattnets kretslopp, " sa Keys. "Om du planterar en skog eller åkermark där det förr fanns en buskmark eller öken, det kommer förmodligen inte att hålla utan omfattande bevattning. Om du ändrar mängden vatten eller ändrar när det avdunstar och rinner upp i atmosfären, som kan påverka andra platser och människor."

Spåra fukt för nederbördshus

Forskare utvärderade källorna till kommunalt vatten för 29 städer som representerar mer än 450 miljoner människor runt om i världen, och fann att de flesta av dessa städer förlitade sig på ytvatten. Teamet använde sedan en fuktspårningsmodell för att beräkna nederbörden för dessa ytvattenkällor.

På det här sättet, Keys och hans team utforskade de olika förändringarna som äger rum i nederbörden i de 29 städerna, och beräknade motsvarande sårbarheter.

Studiens resultat är inte menade att vara en anledning till oro, utan istället för att lyfta fram sårbarheter som folk kanske inte kände till.

"Städer och länder har begränsade resurser, " sa han. "Om jag var i en av de mycket utsatta städerna, Jag skulle vilja titta på denna ytterligare dimension av sårbarhet för vattenförsörjningen."

Dessutom, mycket få av de städer som lyfts fram i studien kommer att krympa i storlek, och fler "megastäder" kommer att läggas till listan.

"Hur buffrar städer förändringarna?" sa Keys. Reservoarer, renings- och avsaltningsanläggningar är potentiella skyddsåtgärder för att mildra förändringarna.

Forskare utforskade inte klimatförändringar som en del av studien, vilket skulle göra en ytterligare skillnad. Keys sa:"Med klimatförändringarna, och demografiska fluktuationer och markanvändning, det är viktigt att förstå var sårbarheter finns och ha en fullständig bild."