Klimatförändringarna påverkar vår planets vattenbalans:beroende på region och tid på året, detta kan påverka mängden vatten i floder, vilket kan leda till fler översvämningar eller torka. Flodflödet är en viktig indikator på vattenresurser som är tillgängliga för människor och miljö. Mängden tillgängligt vatten beror också på ytterligare faktorer, såsom direkta ingrepp i vattnets kretslopp eller förändrad markanvändning:om, till exempel, vatten avleds för bevattning eller regleras via reservoarer, eller skogar röjs och monokulturer odlas i deras ställe, detta kan ha en inverkan på flodflödet.

Dock, hur flodflödet har förändrats världen över de senaste åren har hittills inte undersökts med direkta observationer. Liknande, Frågan om globalt synliga förändringar är hänförliga till klimatförändringar eller till vatten- och markförvaltning hade inte klarlagts.

Nu, ett internationellt forskarlag under ledning av ETH Zürich har lyckats bryta ned påverkan av dessa faktorer, efter att ha analyserat data från 7, 250 mätstationer över hela världen. Studien, som har publicerats i den välrenommerade vetenskapliga tidskriften Vetenskap , visar att flodflödet förändrades systematiskt mellan 1971 och 2010. Komplexa mönster avslöjades – vissa regioner som Medelhavet och nordöstra Brasilien hade blivit torrare, medan vattenvolymen hade ökat på andra ställen, som i Skandinavien.

Jakten på orsakerna

"Den faktiska frågan, dock, berörde orsaken till denna förändring, säger Lukas Gudmundsson, huvudförfattare till studien och seniorassistent i gruppen ledd av Sonia Seneviratne, professor vid Institutet för atmosfärs- och klimatvetenskap vid ETH Zürich.

För att svara på denna fråga, forskarna genomförde flera datorsimuleringar, med hjälp av globala hydrologiska modeller matade med observerade klimatdata från den studerade perioden (1971 till 2010). Resultaten av modellberäkningarna stämde väl överens med analysen av observerade flodflöden. "Detta betyder att klimatförhållanden kan förklara de observerade trenderna i flödesvolymerna, säger Gudmundsson. I ett andra förfarande, forskarna inkluderade ytterligare vatten- och markförvaltning i sina simuleringar för att studera inverkan av dessa faktorer. Detta påverkade inte resultatet, dock. "Förändringar i vatten- och markförvaltning är uppenbarligen inte orsaken till globala förändringar i floder, " han säger.

Även om vattenförvaltning och markanvändning kan resultera i stora lokala fluktuationer i flödesvolymer, att undersöka detta var inte inom ramen för studien, tillägger Gudmundsson:"För oss det handlade inte om lokala trender utan globala förändringar som blir synliga under längre perioder." Det är därför som forskarna inte betraktade data från enskilda mätstationer isolerat, men samlade dem i större subkontinentala regioner för analysen, vilket gör det möjligt att identifiera påverkan av klimatförändringar.

Effekten av växthusgaser

Forskarna kunde underbygga klimatförändringarnas roll med hjälp av detektions- och tillskrivningsmetoden. För detta jämförde de observationerna med simuleringar från klimatmodeller som beräknats en gång med konstgjorda växthusgaser och en gång utan. I det första fallet matchade simuleringen de faktiska data, men i det andra fallet gjorde det inte det. "Detta tyder på att de observerade förändringarna är mycket osannolika utan klimatförändringar, säger Gudmundsson.

Studien är den första som använder direkta observationer för att visa att klimatförändringar har en globalt synlig påverkan på floder. "Detta var bara möjligt tack vare det fantastiska samarbetet mellan forskare och institutioner från 12 länder, " understryker Gudmundsson. Datainsamlingen från den 7, 250 mätstationer över hela världen var också resultatet av en gemensam ansträngning:forskare hade sammanställt data med australiska samarbetspartners i en tidigare studie. Dessa data representerar nu den största globala datamängden med flodflödesobservationer som finns tillgängliga idag. "Tack vare dessa uppgifter, vi kunde validera modellerna och visa att de ger en bra återspegling av verkligheten, säger Gudmundsson.

Det gör att modellerna också kan ge tillförlitliga scenarier på hur floder kommer att fortsätta förändras i framtiden. Sådana prognoser utgör en viktig grund för planering i de drabbade regionerna för att säkra vattenförsörjningen och anpassa sig till klimatförändringarna.