Australiens första forskning vid Monash University misskrediterar teorin att floder och underjordiska vattenförråd så småningom fylls på efter torka eller översvämningar. Efter den australiska millennietorkan, en tredjedel av Victorias vattenavrinningsområde hade fortfarande inte återhämtat sig från torka nästan åtta år senare.
För de vattenavrinningar som inte återvunnits, ungefär 80 procent visade inga tecken på att de skulle återhämta sig snart.

En tredjedel av vattenavrinningarna som ingick i en viktoriansk studie hade inte återhämtat sig från en svår torka nästan åtta år senare, Australiens första forskning från Monash University visar.

Globalt sett vetenskapen har den gemensamma uppfattningen att floder och underjordiska vattenförsörjningar så småningom fylls på efter perioder av svår torka eller översvämning.

Den här studien, ledd av Dr Tim Peterson från Monash Universitys institution för byggnadsteknik och publicerad idag i den prestigefyllda internationella tidskriften Vetenskap , är först i världen att utmana denna utbredda uppfattning.

Forskare använde statistiska modeller av nederbörd och strömflöde vid 161 vattenavrinningar över Victoria, var och en med över 30 års data och inga uppströmsdammar eller vattenuttag. Det undersökta området är ungefär lika stort som Storbritannien eller hälften av det i den amerikanska delstaten Kalifornien.

Dr Peterson och forskningskollegor från University of Melbourne upptäckte att när torkan tar slut, vissa floder fortsätter att bete sig som om de fortfarande är i torka i flera år efteråt och många har ännu inte återhämtat sig.

Specifikt, avrinningen, som en bråkdel av nederbörden, hade inte återhämtat sig i 37 procent av vattenavrinningsområdena i Victoria efter Australiens Millennium-torka, och antalet återhämtande vattenavrinningar förblev stillastående.

Det betyder att 100 mm nederbörd före torkan 1990 skapade mer flodflöde än samma 100 mm 2017, levererar därför ett 30 procent reducerat strömflöde efter torkan.

Antalet avrinningsområden med lågt eller mycket lågt avrinningstillstånd ökade snabbt från 1996 till slutet av den meteorologiska torkan sommaren 2010. År 2011 endast 15 procent av vattentäkterna hade återhämtat sig.

Millennietorkan, anses vara en av de värsta torkarna som drabbat Australien i dess moderna historia, förlamade Murray-Darling Basin och satte extrem press på ekosystemen, jordbruksproduktion och stadsvattenförsörjning i den sydöstra delen av landet. Det slutade med en La Nina väderhändelse 2010.

Ett vattenavrinningsområde, eller vattendelare, är varje landområde som fångar nederbörd, som sedan rinner ut i gemensamma uttag, som en flod, ström, vik eller sjö. Nästan hela Victorias vattenförsörjning kommer från strömflöde.

Dr Peterson sa att förnyelsen av vattenavrinningsområdena efter svår torka hade stora konsekvenser för global långsiktig planering av vattenresurser och vattenmiljöer, särskilt när klimatförändringar läggs till ovanpå deras resultat.

"Våra fynd tyder på att hydrologisk torka kan kvarstå på obestämd tid efter meteorologisk torka och att mekanismen för återhämtning förblir en öppen fråga, " sa Dr Peterson.

"Denna nya upptäckt verkar bara vara hur avrinningsområden naturligt beter sig. Det förklaras inte av faktorer som markanvändning. De är bara mer komplexa än vi trodde."

Varje vattenavrinningsområde som analyserades för denna studie hade minst 15, sju och fem år med strömningsobservationer innan, under respektive efter millennietorkan, och hade inga större uppströmsreservoarer eller flodutvinningar.

Över alla 161 vattenavrinningsområde, forskare fann åtta år in i torkan, 51 procent av avrinningarna övergick till lågt eller mycket lågt avrinningstillstånd. När torkan upphörde 2010, i första hand återgick de östra avrinningarna till normalt avrinningstillstånd (se figur).

Viktigt, i mitten av 2017, nästan åtta år efter torkan, mer än en tredjedel av vattenavrinningsområdena förblev fortfarande i ett lågavrinningstillstånd, och har inte återhämtat sig till beteendet före torkan.

Dr Peterson sa att bevis också tydde på att växtligheten svarade på torkan genom att öka andelen nederbörd som går till transpiration - processen för vattenrörelse genom en växt och dess avdunstning från löv.

"Praktiskt taget, detta innebär att som svar på millennietorkan, vegetationen i utvalda vattenavrinningsområde svarade med att bibehålla liknande transpirationshastigheter, " han sa.

Forskare säger att de har visat att vattenavrinningsområdena är mer komplexa än man tidigare trott och att resultaten hjälper vattenmyndigheter att bättre planera för framtiden.

Dr. Peterson och hans medförfattare vid University of Melbourne har arbetat med, och kommunicera resultaten till, viktorianska och nationella vattenmyndigheter; senast genom de bredare resultaten av Victorian Water and Climate Initiative.

Han säger:"det är spännande att resultaten redan har börjat användas för hur vatten hanteras. Vi utvecklar nu matematiska verktyg för att ytterligare hjälpa vattenförvaltningen att använda dessa fynd för att säkerställa långsiktig vattenförsörjning i ett utmanande och förändrat klimat."