«Этот документ предоставляет очень четкие доказательства того, что озеро может быть гораздо более чувствительным к изменению климата, чем это отражено в текущем подходе EPA», — сказал профессор Университета Вермонта Асим Зия, ведущий автор нового исследования. «Нам может потребоваться больше вмешательств — и это может иметь национальное значение для того, как агентство создает правила».Исследование было опубликовано 17 ноября в журнале Environmental Research Letters.Более чем скромныйВ исследовании, проведенном командой из десяти ученых из UVM и одного из Дартмутского колледжа, использовался мощный набор компьютерных моделей, связывающих поведение социальных и экологических систем.
Их результаты показывают, что ускорение изменения климата может легко опередить политику управления землепользованием Агентства по охране окружающей среды, направленную на сокращение притока загрязняющих веществ из сельскохозяйственных стоков, парковок, обезлесения, коровьего навоза, удобрений для газонов, отходов домашних животных, эрозии водотока и других источников загрязнения. избыток фосфора, который вызывает токсичные водоросли и проблемы со здоровьем в озере.Моделирование EPA для подготовки своих правил в соответствии с так называемой TMDL для «общей максимальной суточной нагрузки» пришло к выводу, что «любое увеличение нагрузки фосфора на озеро из-за изменения климата, вероятно, будет умеренным (например, 15%)», пишет агентство.
Но одиннадцать ученых из программы EPSCoR в Вермонте в UVM, которые руководили новым моделированием, были обеспокоены тем, что этот подход может недооценивать диапазон вероятных результатов в более теплом будущем.
Профессор UVM Крис Колиба, соавтор и социолог нового исследования, заметил, что «федеральные регулирующие органы, штат Вермонт и многие другие заинтересованные стороны приложили значительные усилия, чтобы попытаться исправить и улучшить качество воды в наших водосборных бассейнах. Их следует уважать. Цель нашего исследования не в том, чтобы принизить эту работу, а в том, чтобы сказать, что в долгосрочной перспективе защита озера потребует гораздо большего, чем то, что предлагается прямо сейчас ».Ограниченные возможности
Новая модель озера при поддержке Национального научного фонда объединяет гораздо больший набор возможных моделей глобального изменения климата и путей парниковых газов, чем нынешний подход TMDL, используемый при его моделировании. И ученые Вермонта глубоко погрузились в косвенные и интерактивные эффекты изменений в землепользовании, «унаследованный фосфор», который десятилетиями накапливался в отложениях на дне озера, и другие факторы. Исходя из этого, они создали набор прогнозов того, что может произойти с озером Шамплейн в следующие несколько десятилетий до 2040 года, включая изменения качества воды, температуры и интенсивности цветения водорослей.
Их результат: гораздо более драматический диапазон возможных результатов — и большая неопределенность — чем те, которые предполагаются в подходе EPA.В нескольких вероятных сценариях более жаркого и влажного климата, которые рассматривает модель, каскадный набор проблем может привести к уровням загрязнения фосфором в сегментах озера Шамплейн, которые «резко ограничивают возможности управления земельными ресурсами для поддержания качества воды», — написала команда, особенно в мелкие заливы, такие как залив Миссиской, были в центре внимания нового исследования.
В долгосрочной перспективе риск недооценки последствий изменения климата может привести к тому, что ученые называют «трудноизлечимыми эвтрофическими условиями» — постоянным изменениям в озере, которые приводят к самовоспроизводящемуся цветению водорослей, потере рыбных запасов и низкому качеству воды. .Новый инструментНовая интегрированная модель оценки, созданная командой, финансируемой NSF под научным руководством Асима Зиа, представляет собой мощный инструмент, который выходит далеко за рамки понимания озера Шамплейн.Путем объединения подмоделей — поведения человека и землепользования, динамики водосбора, глобальных климатических моделей, «уменьшенных» до локального региона, и гидрологии самого озера — общая модель связывает воедино «поведение водосбора, озера. , люди и климат », — сказала Джудит Ван Хаутен, профессор биологии UVM, директор EPSCoR штата Вермонт и соавтор нового исследования.
Это дает «путь вперед, чтобы приоткрыть завесу, которая часто окружает последствия изменения климата», — говорит она.«Интеграция этих моделей является огромным достижением, которое можно будет экспортировать в США и будет иметь практическое применение во многих штатах и странах, которые пытаются разработать политику в условиях изменения климата», — сказала она. Это может позволить управляющим озерами и земельными ресурсами тестировать сценарии, которые охватывают огромный диапазон временных масштабов и типов взаимодействий, от химического состава воды до температуры воздуха и политики землепользования.По словам Ван Хаутена, только решив такого рода проблему модели многих моделей, «как мы это сделали», можно создать инструмент, который будет иметь предсказательную силу на десятилетия вперед, «позволяя заинтересованным сторонам проверять свои идеи», — говорит она. и даже «описывая здоровье озера на рубеже веков».
Гидролог UVM Арне Бомблис, соавтор исследования, отметил: «С помощью этого моделирования мы показываем важность более всестороннего рассмотрения механизмов воздействия изменения климата для достижения целей в области качества воды, а также необходимость адекватного решения проблемы неопределенности, связанной с изменением климата. . "«Будущее озера Шамплейн зависит от изменения климата, — сказал Бомблис, — и с аналогичными проблемами сталкиваются другие загрязненные воды по всей территории Соединенных Штатов».