Usando dados de sensoriamento remoto de múltiplas fontes, uma equipe de pesquisa do Instituto de Ciências Geográficas e Pesquisa de Recursos Naturais (IGSNRR) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) desenvolveu uma série temporal mensal de mudanças no armazenamento de água para 105.400 lagos e reservatórios em regiões áridas em todo o mundo, de 1985 a 2020
A disponibilidade de água de superfície em terras áridas globais é essencial tanto para a sociedade humana quanto para os ecossistemas. No entanto, os impulsionadores de longo prazo da mudança no armazenamento de água de superfície, particularmente aqueles relacionados a atividades antropogênicas, permanecem obscuros. Aqui, usamos dados de sensoriamento remoto multimissão para construir séries temporais mensais de mudanças no armazenamento de água de 1985 a 2020 para 105.400 lagos e reservatórios em terras áridas globais. Um aumento de 2,20 km 3 por ano no armazenamento de água de superfície é encontrado principalmente devido à construção de novos reservatórios. Para lagos e reservatórios antigos (construídos antes de 1983), inversamente, a tendência no armazenamento é menor quando agregada globalmente, mas eles dominam as tendências de armazenamento de água de superfície em 91% das bacias individuais de terras áridas globais. Uma análise mais aprofundada revela que as mudanças de armazenamento de longo prazo nesses corpos d’água estão principalmente ligadas a fatores antropogênicos — incluindo aquecimento induzido pelo homem e práticas de gestão de água — em vez de mudanças na precipitação, como se pensava anteriormente. Essas descobertas revelam uma dissociação entre o armazenamento de água superficial e a precipitação em terras áridas do mundo, levantando preocupações sobre a sustentabilidade social e ecossistêmica.
a , O mapa global mostra a densidade da área GDE em resolução de 30 segundos de arco (aproximadamente grades de 1 km). Os círculos de chamada mostram a classificação binária GDE na resolução completa de 1 segundo de arco (aproximadamente grades de 30 m). O gráfico de barras (abaixo à esquerda) mostra a distribuição da área de superfície GDE em todos os continentes. AS, Ásia; AF, África; OC, Oceania; SA, América do Sul; NA, América do Norte; UE, Europa. b – g , Mapas regionais mostrados na resolução completa de 1 segundo de arco para o oeste dos EUA ( b ), centro da Argentina e Chile ( c ), região central do Sahel ( d ), sul da África ( e ), centro da Ásia ( f ) e leste da Austrália ( g ). O mapa global é mostrado na projeção de Robinson, enquanto todos os painéis inseridos são mostrados na projeção geográfica (latitude e longitude) referenciados ao datum do Sistema Geodésico Mundial (WGS) de 1984
Terras áridas, caracterizadas por um índice de aridez (IA) abaixo de 0,65, cobrem aproximadamente 45% da superfície da Terra e sustentam mais de três bilhões de pessoas. A escassez de água nessas regiões representa desafios significativos para a saúde humana e os ecossistemas. No entanto, as tendências de longo prazo no armazenamento de água de superfície e seus drivers subjacentes permanecem mal compreendidos devido aos dados observacionais limitados de alta resolução e longa duração.
O estudo descobriu que o armazenamento de água de superfície em terras secas globais aumentou em 2,20 quilômetros cúbicos por ano, principalmente devido à construção de novos reservatórios. Enquanto lagos naturais e reservatórios mais antigos não mostraram nenhuma mudança geral significativa, eles foram responsáveis pela variabilidade do armazenamento de água em 91% das bacias hidrográficas em regiões áridas.
Análises posteriores indicaram que mudanças no armazenamento de água a longo prazo foram causadas principalmente por atividades humanas, incluindo o aquecimento climático e a gestão dos recursos hídricos, e não por variações na precipitação, como se supunha anteriormente.
Este estudo publicado na Nature Water, fornece dados observacionais sobre tendências de armazenamento de água superficial de longo prazo em terras áridas e estabelece uma conexão entre essas mudanças e a atividade humana.
O estudo destaca uma dissociação entre o armazenamento de águas superficiais e a precipitação em regiões áridas, o que representa novos desafios para a sustentabilidade das sociedades e dos ecossistemas.
Mudanças no ciclo global da água
A água doce global cai abruptamente
Gang Zhao, primeiro autor do estudo e professor, Academia Chinesa de Ciências
As descobertas destacam o papel do aquecimento global e da atividade humana na condução de mudanças hidrológicas de longo prazo. Confiar somente na gestão de recursos hídricos baseada em precipitação pode levar a avaliações imprecisas da disponibilidade de água. Em vez disso, o planejamento integrado de recursos hídricos deve considerar tendências climáticas, características da bacia e atividades humanas para projeções mais precisas de disponibilidade de água.
Tendências das águas superficiais em zonas áridas globais
a , Mudanças anuais no armazenamento ativo para água superficial total (ou seja, lagos e reservatórios), lagos e reservatórios. b , Mudanças anuais no armazenamento ativo para reservatórios mais antigos e novos. c , Tendência de longo prazo para armazenamento ativo total para as 128 bacias em terras secas globais. d , Atribuição da tendência de longo prazo para lagos, reservatórios mais antigos e novos reservatórios. Lagos e reservatórios foram diferenciados de acordo com o conjunto de dados HydroLAKES e o conjunto de dados GOODD. Os novos reservatórios foram definidos como reservatórios construídos em 1983 ou depois, enquanto os reservatórios mais antigos foram aqueles construídos antes de 1983, que é escolhido como dois anos antes de 1985 para contabilizar o período de represamento. As bacias são representadas pelas bacias HydroBASIN Nível 3. Em c , as marcas pontilhadas marcam as bacias para as quais a tendência de longo prazo é estatisticamente significativa (com teste não paramétrico de Mann-Kendall em um nível de significância de 0,05 e um tamanho de amostra de 36). Em d , o ‘+’ representa um efeito positivo e o ‘−’ representa um efeito negativo
Foi descoberto que o armazenamento de água superficial em terras secas globais aumentou em 2,20 km 3 ano −1 ( p < 0,05) de 1985 a 2020, principalmente devido à construção de novos reservatórios (1,81 km 3 ano −1 , p < 0,05 ). Esses novos reservatórios foram construídos principalmente durante as décadas de 1980 e 1990. Lagos e reservatórios que estavam presentes antes de 1983, por outro lado, não contribuem significativamente para o crescimento do armazenamento ativo (lagos: 0,28 km 3 ano −1 , p > 0,05; reservatórios anteriores a 1983: 0,12 km 3 ano −1 , p > 0,05).
Atribuição de alterações no armazenamento ativo
a , Tendência no SLSI anual de 1985 a 2020. b , Tendência no SPI anual de 1985 a 2020, representando as mudanças na precipitação. c , Tendência na proporção de vazão para precipitação de 1985 a 2020, representando as mudanças na hidrologia da bacia hidrográfica. d , Tendência na proporção de armazenamento ativo para vazão de 1985 a 2020, representando as mudanças na gestão da água. e , As principais causas da tendência de armazenamento de água superficial. Aqui, a tendência de armazenamento de água superficial exclui o impacto de novos reservatórios. A cor cinza escuro em e indica que a bacia tem uma tendência insignificante (com teste não paramétrico de Mann-Kendall em um nível de significância de 0,05) no índice de armazenamento padronizado de lagos ou a tendência do índice de armazenamento padronizado de lagos não é atribuível aos três fatores (ou seja, tendências insignificantes para todos os fatores). O pontilhado branco em e indica que os fatores têm um efeito positivo, caso contrário, eles têm um efeito negativo
As mudanças no armazenamento de água superficial são atribuídas a três fatores determinantes, incluindo (1) suprimento de água atmosférica (ou seja, precipitação), representado pelo índice de precipitação padronizado, (2) hidrologia da bacia hidrográfica, representada pela razão vazão-precipitação e (3) gestão da água, representada pela razão armazenamento-vazão Para cada fator nesta cadeia de processos (ou seja, precipitação para vazão e então para armazenamento de água superficial), excluímos o sinal dos processos anteriores (Métodos) de modo que a tendência nas razões isole a mudança em um único fator em cada caso.