Klimatförändringarna stör det säsongsbetonade flödet av floder i de nordligaste breddgraderna i Amerika, Ryssland och Europa och utgör ett hot mot vattensäkerhet och ekosystem, enligt forskning publicerad i Science .
Ett team av forskare under ledning av University of Leeds analyserade historiska data från flodmätningsstationer över hela världen och fann att 21 % av dem visade betydande förändringar i den säsongsbetonade ökningen och minskningen av vattennivåerna.
Studien använde databaserade rekonstruktioner och toppmoderna simuleringar för att visa att flodflödet nu är mycket mindre sannolikt att variera med årstiderna på breddgrader över 50°N än tidigare, och att detta kan vara direkt kopplat till förändringar i klimatet orsakat av mänsklig aktivitet.
Hittills har bevis som tyder på att klimatförändringar har haft en inverkan på flodflödets säsongsvariationer varit begränsade till lokala studier eller har misslyckats med att ta hänsyn till effekterna av klimatförändringar som orsakats av människor.
I denna studie använde teamet månatliga genomsnittliga flodflödesmätningar från 10 120 mätstationer från 1965 till 2014.
För första gången någonsin kunde de utesluta direkta mänskliga ingrepp som reservoarhantering eller vattenutvinning, för att visa att en omfattande minskning av säsongsvariationer i flodflöden drevs av klimatförändringar.
Huvudförfattare, Hong Wang, en Ph.D. forskare vid University of Leeds och Southern University of Science and Technology i Kina, sa:"Vår forskning visar att stigande lufttemperaturer i grunden förändrar flodflödenas naturliga mönster.
"Den oroande aspekten av denna förändring är den observerade försvagningen av flodflödets säsongsvariationer, och att detta är som en direkt konsekvens av historiska människoinducerade utsläpp. Detta signalerar en varaktig och avsevärd minskning av flodflödets säsongsvariation om lufttemperaturerna fortsätter att stiga."
Mänskliga aktiviteter förändrar flodflödesmönster över hela världen, både direkt genom flödesregler såsom reservoarer, och indirekt genom förändringar i markanvändningen och klimatförändringarnas effekter på lufttemperatur, nederbörd, markfuktighet och snösmältning.
Över två tredjedelar av världens floder har redan förändrats av människor även utan att ta hänsyn till de indirekta effekterna av ökningar av växthusgaser och aerosoler.
Säsongsvariationer i flodflöden spelar en avgörande roll i den förutsedda cykeln av översvämningar och torka. En försvagning av dessa toppar och dalar kan hota vattensäkerheten och sötvattens biologiska mångfald. Till exempel kan en betydande del av det tidiga smältvattnet från utarmning av snöpackningar snabbt rinna ut i haven och därför inte vara tillgängligt för mänskligt bruk.
En försvagad säsongsvariation av flodflöden – till exempel på grund av minskade flodnivåer på våren och försommaren i snösmältningsregioner – kan också ha en inverkan nedströms på flodstrandens vegetation och organismer som lever i själva floden.
I norra Nordamerika fann forskarna att 40 % av de 119 observerade stationerna visade en signifikant minskning av flodflödets säsongsvariation. Liknande resultat observerades också i södra Sibirien, där 32 % av stationerna visade en signifikant minskning.
Det fanns ett jämförbart mönster i Europa, där 19 % av flodmätningsstationerna upplevde en betydande minskning – främst i norra Europa, västra Ryssland och de europeiska alperna.
Dessutom uppvisade regioner i det angränsande USA (de lägre 48 delstaterna i Nordamerika, inklusive District of Columbia) övervägande sjunkande trender för flodflöden överlag, med undantag för floder i Klippiga bergen och Florida.
I centrala Nordamerika visade forskningen signifikant minskande säsongstrender för flodflöden i 18 % av stationerna.
Däremot fann forskarna en signifikant ökning av flodflödets säsongsvariationer i 25 % av mätstationerna i sydöstra Brasilien, vilket visar att förändringar i vattnets kretslopp har en annan inverkan i vissa delar av världen.
Dr. Megan Klaar, en docent vid University of Leeds School of Geography och medlem av water@leeds, var medförfattare till forskningen. Hon sa, "Höger och dalar av flodflöden under de olika årstiderna ger viktiga signaler för arterna som lever i vattnet.
"Till exempel använder många fiskar speciella ökningar i vattnet som en ledtråd för att springa till sina häckningsområden uppströms eller mot havet. Om de inte har dessa signaler kommer de inte att kunna leka."
Forskningen drar slutsatsen att det finns ett behov av att påskynda klimatanpassningsinsatser för att skydda sötvattensekosystem genom att hantera flöden för att försöka återskapa några av de naturliga system och processer som går förlorade.
Professor Joseph Holden, direktören för water@leeds och som övervakade Hong Wangs forskning, tillade:"Mycket oro är baserad på vad klimatförändringar kommer att göra i framtiden, men vår forskning signalerar att det händer nu och att ökningar i lufttemperaturen är driver enorma förändringar i flodflödet.
"Vi bör vara mycket oroade över vad framtiden har att erbjuda med tanke på accelererande klimatförändringar och börja tänka på begränsningsstrategier och anpassningsplanering för att lindra den framtida försvagningen av säsongsbetonade flodflöden, särskilt på platser som västra Ryssland, Skandinavien och Kanada."
Mer information: Hong Wang et al., Antropogena klimatförändringar har påverkat den globala säsongsvariationen av flodflöden, Science (2024). DOI:10.1126/science.adi9501. www.science.org/doi/10.1126/science.adi9501
Journalinformation: Vetenskap
Tillhandahålls av University of Leeds
