Många av de vattendrag som folk räknar med för fiske, vatten och rekreation blir varmare när den globala temperaturen stiger. Men de värms inte alla upp på samma sätt.

Om samhällen kan ta reda på var dessa strömmar kommer att värmas mest, de kan planera för framtiden. Det har varit svårt att förutse tidigare, men en ny metod som involverar temperaturmönster kan göra det lättare.

Människor har allmänt antagit att bäckar som matas av betydande mängder grundvatten är mer motståndskraftiga mot klimatförändringar än de som mest matas av snösmältning eller regn. Det visar sig att denna grundvattenbuffrande effekt varierar ganska mycket. Grundvattnets djup påverkar strömmens temperaturrespons på uppvärmning, vilket i sin tur påverkar livsmiljöerna för fiskar och andra vilda djur och växter.

I en studie publicerad 4 mars i tidskriften Naturkommunikation , mina kollegor och jag beskriver en enkel, billig metod som tillåter samhällen att titta på temperaturhistoriken för en bäck jämfört med lokal lufttemperatur för att mäta djupet på grundvattnet som matas in i den och, därifrån, bedöma dess risk när klimatet förändras.

Varför temperaturen spelar roll

Även om några graders temperaturförändring kanske inte verkar så mycket, majoriteten av djur som lever i bäckar och floder kan inte reglera sin egen kroppstemperatur, så de rör sig i miljön för att hitta lämpliga livsmiljöer. Många har med tiden anpassat sig till ett snävt temperaturintervall. Till exempel, när vattnet är varmt, speciellt under varma sommarmånader med lågt vattenflöde, fisk som lax och öring som lever i kallare vatten måste söka sig till kallare vatten eller förgås. Dessa ekologiska effekter kan få kaskadkonsekvenser - för vilda djur, människor och lokala ekonomier.

De flesta bäckar flyter hela tiden. Under tider utan regn, vatten i bäckar kommer för det mesta från underjorden. Faktiskt, grundvatten tros utgöra i genomsnitt 52% av ytvattenflödet över hela USA.

Eftersom grundvatten vanligtvis är kallare än ytvatten på sommaren, grundvattnet som rinner ut i bäckar kan buffra den totala bäcktemperaturen från klimatuppvärmningen. Dock, djupare grundvatten tenderar att ha mer stabila temperaturer än grundvatten närmare ytan.

Tidigare studier har visat att grundvattentemperaturen är bunden till det djup som den färdas. Grunt grundvatten påverkas lättare av klimatvariationer eftersom det är nära markytan. Det är också mer mottagligt för torkning, som kan minska, eller till och med koppla ur, det grunda grundvattenflödet från bäcken.

Vår forskning bygger på dessa observationer. Vi fann att bäckar med grunda grundvattenkällor sannolikt kommer att värmas lika mycket som bäckar som mest matas av snösmältning och regn, och i liknande takt.

Att räkna ut en bäcks risk

Den huvudsakliga metoden som för närvarande används för att utvärdera om bäckar matas av grundvatten i stor skala kan inte skilja mellan en bäck som förlitar sig på grunt grundvatten och en som matas av djupt grundvatten. Det betyder att planer för hur man ska hantera effekterna av klimatförändringarna sannolikt inte tar hänsyn till dessa viktiga skillnader. Andra studier har också visat att förändringar av marken, som från skogsbränder, förändringar av snöpackningar och avskogning, påverka grundvattentemperaturen mer än djup grundvattentemperatur.

Att titta på temperaturmönster kan ge mer information om riskerna strömmar kan stå inför.

Vi fann att när temperaturen i en bäck följer samma uppvärmnings- och avkylningsmönster som lufttemperaturen, med en tidsfördröjning på cirka 10 till 40 dagar, den bäcken matas sannolikt av grunt grundvatten. Djupare grundvatten håller sig svalare på sommaren och bäckens temperatur fluktuerar inte lika mycket.

Vi analyserade vatten- och lufttemperaturen vid 1, 424 platser längs bäckar över hela USA och fann att cirka 40 % av bäckarna var starkt påverkade av grundvatten. Av dem, vi fann att hälften matades till övervägande del av grunt grundvatten, vilket var mycket högre än väntat. Att jämföra denna metods resultat mot fält- och modelleringsdata i mindre studier har visat dess stränghet.

Eftersom denna metod endast kräver data om ström och lufttemperatur, markägare och lokala samhällen kan samla in data till låg kostnad, eller så kanske den redan är tillgänglig. När den informationen är känd, de kan planera för framtida förändringar och vidta åtgärder för att skydda vattenkvaliteten i vattendrag som med största sannolikhet ger långsiktig stabilitet.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.