En ny studie som tittar på sju århundraden av vattenflöde i södra Asiens mäktiga Brahmaputraflod tyder på att forskare underskattar flodens potential för katastrofala översvämningar när klimatet värms upp. Uppenbarelsen kommer från undersökningar av trädringar, som visade nederbördsmönster som går tillbaka århundraden före instrumentella och historiska rekord.

Många forskare är överens om att det uppvärmande klimatet kommer att intensifiera de säsongsbetonade monsunregnen som driver Brahmaputra, men den förmodade baslinjen för tidigare naturliga variationer i flodflödet vilar huvudsakligen på utsläppsmätare som dateras endast till 1950-talet. Den nya studien, baserad på ringarna av gamla träd i och runt flodens vattendelare, visar att perioden efter 1950-talet faktiskt var en av de torraste sedan 1300-talet. Ringarna visar att det har varit mycket blötare perioder tidigare, drivs av naturliga svängningar som ägde rum under decennier eller århundraden. Takeaway:destruktiva översvämningar kommer förmodligen att komma oftare än forskare har trott, även minus eventuella effekter av mänskligt drivna klimatförändringar. Uppskattningar faller troligen under med nästan 40 procent, säger forskarna. Resultaten publicerades just i tidskriften Naturkommunikation .

"Trädringarna tyder på att de långsiktiga grundförhållandena är mycket fuktigare än vi trodde, sade Mukund Palat Rao, en Ph.D. student vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory och huvudförfattare till studien. "Oavsett om du tänker på klimatmodeller eller naturlig variation, budskapet är detsamma. Vi bör vara beredda på en högre frekvens av översvämningar än vi förutspår för närvarande."

Brahmaputra är en av världens mäktigaste floder, flyter under en mängd olika namn och flätade rutter, cirka 2, 900 miles genom Tibet, nordöstra Indien och Bangladesh. Nära dess mun, den kombineras med Indiens Gangaflod för att skapa världens tredje största havsutflöde, bakom bara Amazonas och Kongo. (Det är knutet till Venezuelas Orinoco.) På punkter, den är nästan 12 mil bred. Bara dess delta är hem för 130 miljoner bangladeshier, och många miljoner till live uppströms.

Floden översvämmar rutinmässigt omgivande områden under monsunsäsongen juli-september, när fuktbelastade vindar sveper in från Indiska oceanen och ger regn längs hela dess längd, från Himalayas källvatten ner till kustslätten. Som med Nilen, översvämningen har en bra sida, eftersom vattnet tappar näringsrika sediment för att fylla på jordbruksmark, och en viss grad av översvämning är nödvändig för risodling. Men några år, översvämningen går utom kontroll, och det låglänta Bangladesh drabbas hårdast. 1998, 70 procent av landet gick under vattnet, ta ut grödor, vägar och byggnader, och dödade många människor. Andra allvarliga översvämningar kom 2007 och 2010. I september 2020 pågick fortfarande den värsta översvämningen sedan 1998, med en tredjedel av Bangladesh översvämmad, och 3 miljoner människor gjordes hemlösa.

Högre temperaturer driver mer avdunstning av havsvatten, och i denna region slutar det vattnet som regn på land under monsunen. Som ett resultat, de flesta forskare tror att det uppvärmande klimatet kommer att intensifiera monsunregnet under kommande decennier, och i sin tur öka säsongsbetonade översvämningar. Frågan är, hur mycket oftare kan stora översvämningar hända i framtiden?

Författarna till den nya studien tittade först på register från en flodflödesmätare i norra Bangladesh. Detta visade en medianutsläpp på cirka 41, 000 kubikmeter per sekund från 1956 till 1986, och 43, 000 från 1987 till 2004. (I det stora översvämningsåret 1998, topputsläpp mer än fördubblades.)

De tittade sedan på data från ringarna av forntida träd som forskare tog prov på på 28 platser i Tibet, Myanmar, Nepal och Bhutan, på platser inom Brahmaputras vattendelare, eller tillräckligt nära för att påverkas av samma vädersystem. De flesta prover togs från barrträd under de senaste 20 åren av forskare från Lamont-Doherty Tree Ring Lab, ledd av studiemedförfattaren Edward Cook. Eftersom människor länge har huggit ner träd i tätbefolkade områden, Cook och hans kollegor vandrade ibland i veckor för att nå ostörda platser i avlägsna, bergig terräng. Halmbreddsprover borrades från stammar, utan att skada träden. Det äldsta trädet de hittade, en tibetansk enbär, daterad till år 449.

Tillbaka på labbet, de analyserade trädringarna, som växer bredare under år då markfuktigheten är hög, och således indirekt återspeglar nederbörd och resulterande flodavrinning. Detta gjorde det möjligt för forskarna att sammanställa en 696-årig kronologi, pågående från 1309 till 2004. Genom att jämföra ringarna med moderna instrumentala skivor samt historiska rekord som går tillbaka till 1780-talet, de kunde se att de bredaste ringarna stod prydligt i linje med kända stora översvämningsår. Detta i sin tur gjorde det möjligt för dem att extrapolera årliga flodutsläpp under århundradena före moderna rekord. De fann att 1956-1986 var endast den 13:e percentilen för flodutsläpp, och 1987-2004 den 22:a.

Detta, de säger, betyder att alla som använder det moderna utsläppsregistret för att uppskatta framtida översvämningsrisker skulle underskatta faran med 24 till 38 procent, baserad enbart på naturliga variationer; mänskligt driven uppvärmning skulle behöva läggas utöver det. "Om instrumenten säger att vi bör förvänta oss att översvämningar mot slutet av seklet kommer ungefär vart fjärde och ett halvt år, vi säger att vi verkligen bör förvänta oss att översvämningar kommer vart tredje år, sa Rao.

Trädringarna visar några andra relativt torra tider, på 1400-talet, 1600- och 1800-talen. Men de visar också mycket blöta perioder av extrema översvämningar utan någon analog under den relativt korta moderna instrumentalperioden. Det värsta varade från omkring 1560-1600, 1750-1800 och 1830-1860.

Klimatförändringar kommer nästan säkert att påverka flödet av andra stora floder i regionen, men inte nödvändigtvis på samma sätt. Den mäktiga Ganga, flyter huvudsakligen genom Indien, drivs också huvudsakligen av monsunen, så det kommer troligen att bete sig ungefär som Brahmaputra. Men Indus, som rinner genom Tibet, Indien och Pakistan, härleder det mesta av sitt flöde inte från monsunen, utan snarare från vinterns ansamling av snö och is i Himalayas glaciärer, och efterföljande smältning på sommaren. 2018 publicerade Rao och kollegor en trädringstudie som visar att flodens flöde har varit onormalt högt de senaste åren. De föreslår att när klimatet värms upp och glaciärerna genomgår en accelererad smältning, Indus kommer att leverera massor av nödvändigt bevattningsvatten – men någon gång, när glaciärerna förlorar tillräckligt med massa, säsongstappen kommer att vända åt andra hållet, och det kanske inte finns tillräckligt med vatten.

Människans sårbarhet för översvämningar längs Brahmaputra har ökat de senaste åren, inte bara på grund av ren vattenvolym, utan för att befolkning och infrastruktur växer snabbt. Å andra sidan, exakta översvämningsvarningar har blivit mer avancerade, och detta har hjälpt många byar att minska ekonomiska och sociala förluster. "Höga utsläpp kommer att fortsätta att vara förknippade med en ökad sannolikhet för översvämningsrisk i framtiden, " skriver studieförfattarna. Men, de säger, detta skulle i viss mån kunna motverkas av "potentiella förändringar i politiken, markanvändning, eller infrastruktur som kan förbättra översvämningsrisken."

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.