Результаты опубликованы в выпуске журнала Science за эту неделю.Исследователи обнаружили, что эффект будет особенно сильным на Среднем Западе и Северо-Востоке.
Дождь и другие осадки вымывают питательные вещества от деятельности человека, такой как сельское хозяйство и сжигание ископаемого топлива, в реки и озера. Когда эти питательные вещества перегружают водные пути, что называется эвтрофикацией, результаты могут быть опасными.Могут развиваться вредные, вырабатывающие токсины водоросли, а также опасные мертвые зоны с низким содержанием кислорода.
За последние несколько лет мертвые зоны и цветение водорослей в прибрежных регионах Соединенных Штатов, включая Мексиканский залив, Чесапикский залив и Флориду, широко освещались в новостях.Синха и Михалак использовали модели, чтобы предсказать, как изменение климата может повлиять на эвтрофикацию.
«В 1970-х годах мы обнаружили эвтрофикацию, вызванную деятельностью человека, и предприняли шаги, чтобы обратить ее вспять», — сказал Том Торгерсен, директор программы Национального научного фонда «Вода, устойчивость и климат», которая финансировала исследование. «Однако, как показывает этот документ, даже кажущиеся незначительными изменения климата могут привести к возвращению к эвтрофикации прошлого. Потребуются дополнительные исследования, чтобы создать более эффективные стратегии управления, чтобы оставаться в равновесии».В более раннем исследовании Синха и Михалак обнаружили, что, в то время как землепользование и управление земельными ресурсами контролируют поставку азота, осадки контролируют, сколько этого азота перетекает с суши в водные пути.Они отметили, что количество осадков играет большую роль в определении того, сколько азота происходит в течение данного года.
В текущем исследовании они использовали эти выводы, чтобы предсказать, как будущие изменения количества осадков, вызванные изменением климата, сами по себе повлияют на сток азота и тем самым увеличат риск ухудшения качества воды в США.Ученые использовали прогнозы 21 модели и рассмотрели три возможных сценария будущего.
Они обнаружили, что если тенденции в выбросах парниковых газов будут следовать сценарию «обычного ведения дел», результирующие изменения климата изменят характер выпадения осадков в США и увеличат загрязнение питательными веществами на одну пятую к концу века. Эффект будет особенно сильным в кукурузном поясе и на северо-востоке.
Компенсация возросшего количества азота, смываемого в водные пути, будет огромной задачей, требующей колоссального сокращения на одну треть общих поступлений азота, таких как использование удобрений.«Наши результаты показывают, что в стратегиях управления качеством воды необходимо учитывать влияние будущих изменений количества осадков на азотную нагрузку», — сказал Михалак.
Результаты Синхи и Михалака характерны для США, но исследователи определили Индию, Китай и Юго-Восточную Азию как районы с высоким риском значительного увеличения загрязнения азотом из-за увеличения количества осадков.«Это регионы, которые более половины населения мира называют своим домом, поэтому серьезное ухудшение качества воды может иметь серьезные последствия», — сказал Синха.