Medan vatten är dyrbart, livsuppehållande resurs, för lite eller för mycket kan betyda problem.

Vatten rör sig runt planeten, antingen i marken eller genom luften, i en väl orkestrerad cykel, en som UConn docent vid avdelningen för naturresurser och miljö Richard Anyah arbetar för att bättre förstå.

Hans forskning, nyligen publicerad i tidskriften Vetenskap om den totala miljön , med kollegor från Cardiff University (U.K.) och Curtin University (Australien), fokuserat på hur variationer i klimatet kan påverka vattnets kretslopp och dess lagring i söder om Sahara, och särskilt södra, Afrika.

Förstå variationer i vattnets rörelse genom cykeln, särskilt i tider av extrema klimat som översvämningar och torka i regionen, är livsviktigt eftersom vatten blir en allt viktigare fråga.

"Förenta nationernas före detta generalsekreterare, Boutros Boutros-Ghali förutspådde att det nästa största kriget i Afrika förmodligen kommer att utlösas av vatten, "Anteckningar Anyah.

Förmågan att förutsäga extrema klimat och deras inverkan på tillgången på vatten, han säger, är avgörande för att implementera vattenförvaltningsstrategier som kommer att leda till bättre resultat.

Forskarna tittade på fem klimatindex, som har periodiska mönster i temperatur eller nederbörd som kan ha vidsträckta effekter på globala klimatmönster. De undersökte indexen under en 16-årsperiod och jämförde data med mängden lagrat grundvatten under samma tidsperiod. Även om tidigare studier hade tittat på indexen individuellt, forskarna hoppades kunna titta på hur kombinationer av indexen påverkade regionen och deras potentiella effekter på de totala mängderna grundvatten som lagras.

För att mäta grundvattnet, forskarna använde data från satelliten Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), som mäter variationer i jordens gravitationsfält.

"Gravitationskraften är som en puls som reagerar på mängden vatten som finns i ett område, " förklarar Anyah.

Att använda GRACE-satelliten för att mäta underjordiska vattenreserver gjorde det möjligt för forskarna att samla in data från områden som de normalt inte har tillgång till. Kongo är ett exempel där konflikter gör det svårt eller farligt för forskare att samla in data på annat sätt.

För att förstå hur ett klimatindex som El Niño, som börjar över Stilla havet, kan ha en effekt på vattenlagringen i Afrika, det är viktigt att känna igen det som kallas global klimat-teleconnection. Detta, Anyah förklarar, kan ses som ett löpande band:"En storm eller en värmebölja kan lämna din region, men den flyttar fortfarande någon annanstans."

Ibland rör sig dessa klimatindex i följd på bältet, och ibland rör de sig i fas, eller tillsammans. Om, till exempel, förutsättningarna för att öka fukt och temperatur sammansmälta, de kan kulminera i det perfekta scenariot för översvämningar.

Det här är precis vad Anyah och teamet upptäckte kan hända, skapa exceptionellt enorma översvämningar i Östafrika när El Niño ansluter sig till ett annat index som kallas Indiska oceanens dipol.

Utöver att se om dessa 'triggers' existerade, forskarna ville också ta reda på eftersläpningstiden, eller hur lång tid det skulle ta för utlösande faktorer att få effekt på den totala vattenlagringen i Afrika.

"Om vi ​​ser en stor förändring över Stilla havet, sex till 12 månader senare blir vanligtvis vissa delar av södra Afrika torrare och vissa delar av Östafrika blir blötare. Detta avgör verkligen hur ytvatten ska laddas, " säger Anyah. Det här är ett viktigt förhållande, eftersom många av de drabbade områdena är avrinningsområden som leder till Nilen och andra floder.

Justeringen av klimatindex har också periodicitet, vilket gör att omständigheterna i viss mån kan förutses. "Under en längre tid, vi kan se signaturer i hur grundvatten laddas, " han lägger till.

Ett annat förhållande de observerade var när El Niño kombinerades med ett annat index som kallas Madden-Julian Oscillation för att minska den totala vattenlagringen över Sahel och Kongobäckenet, med en ungefärlig fördröjningstid på cirka sex till åtta månader.

Forskarna fann dessa och andra unika relationer mellan andra regioner på kontinenten som påverkas av vissa klimatindex. De noterar att även om klimatologi involverar mycket komplexa processer, de starka sambanden de hittade ger insikt i de totala vattenlagringsresultaten i vissa områden om klimatmönster för vissa index dominerar.

Detta ger i sin tur en möjlighet att implementera vattenförvaltningsstrategier, som att tappa grundvatten när ett visst klimatindex tyder på att en torka kommer att bli långvarig.

"Till skillnad från Indien, till exempel, som har överutnyttjat sitt grundvatten genom bevattning, de flesta delar av Afrika är beroende av nederbörd för jordbruket, "Anyah säger, "och de har ännu inte helt utnyttjat sina grundvattenresurser för att öka livsmedelsproduktionen genom bevattning."

I händelse av en vattennödsituation, han lägger till, icke-statliga organisationer måste vara beredda att svara, och de kan inte göra det omedelbart. Forskning som denna hjälper globala klimatförutsägelsecenter att skapa tidiga varningar eller ge råd med gott om tid att förbereda sig, samtidigt som det ger insikt i hur klimatet påverkar vattnets kretslopp.