Droogte als creeping disaster - en de invloed van de mens daarop

Recente onderzoeken in Utrecht en Wageningen op basis van hydrologische simulatiemodellen lijken erop te wijzen dat de mens – meer nog dan klimaatverandering – grote invloed heeft op de ontwikkeling van droogtes in de toekomst.

In het decembernummer van Geografie werd melding gemaakt van de recorddroogte in de Amerikaanse staat Californië, nu al vier winters op een rij. De neerslagtekorten in drie opeenvolgende winters (2011-12, 2012-13 en 2013-14) werden de afgelopen 120 jaar slechts éénmaal overtroffen. De watervoorraad in een van de grootste stuwmeren in Californië, Folsom Lake, is inmiddels geslonken tot 17 procent van de normale capaciteit. Dat leidde tot een reductie in de stroomvoorziening van 1,6 miljoen MWh, ongeveer het jaarverbruik van driehonderdduizend Amerikaanse huishoudens. De totale watervoorraad in Californië was afgelopen september de helft van de normale hoeveelheid. De economische schade werd in juli 2014 al geschat op 2,2 miljard dollar en deze zal zeker oplopen.

De Verenigde Staten zijn relatief goed voorbereid op zulke natuurlijke extremen. Op het Afrikaanse continent zou de impact veel erger zijn. Dat bleek bij de droogte van 2010 in de Hoorn van Afrika, toen het leven van 12,4 miljoen mensen werd bedreigd, met name door gebrek aan voedsel. Schattingen van het aantal doden lopen uiteen van vijftigduizend tot 260 duizend. Een groot neerslagtekort resulteerde al snel in droge bodems en mislukkende oogsten. Omdat ook het water in de rivieren extreem laag stond, was extra irrigatie niet mogelijk. 
 

Monitoring

Om te onderzoeken hoe watertekorten ontstaan en hoe de gevolgen beperkt kunnen worden, gebruiken we hydrologische modellen. Zo’n computermodel simuleert de hoeveelheid water in de bodem, het grondwater en de waterhoeveelheden in rivieren. Zo wordt het mogelijk voorspellingen te doen of historische condities na te bootsen. Tegenwoordig zijn deze simulaties ook op wereldschaal mogelijk, zodat we bijvoorbeeld de situatie op verschillende continenten kunnen vergelijken. De in Princeton ontwikkelde Afrikaanse Droogte Monitor laat dagelijks zien hoe nat of juist droog het in heel Afrika is en waar watertekorten kunnen optreden. Deze uitkomsten worden gevolgd door lokale overheden zoals nationale waterbeheerders en meteorologische instituten om waar mogelijk maatregelen te kunnen nemen. 

Menselijke invloed

Ons onderzoek aan de Universiteit Utrecht in 2014 richtte zich op de invloed van mensen bij het ontstaan van watertekorten, met name door de bouw van reservoirs en het gebruik voor irrigatie dan wel drinkwatervoorziening, in combinatie met een minder dan normale neerslag. We gebruikten hiervoor een hydrologisch model op wereldschaal, dat is ontwikkeld in Utrecht en rekening houdt met al deze processen. Zo konden we nagaan welk deel van de droogtes wordt veroorzaakt door de mens en welk deel door natuurlijke variaties in het klimaat. Dit is belangrijke informatie om tijdig maatregelen te kunnen nemen en bijvoorbeeld mensen te manen hun waterconsumptie te beperken en waterbeheerders in te seinen de stuwen open te zetten om meer water in het gebied te houden.

Bij de Universiteit Utrecht hebben we afgelopen jaar aangetoond dat bij grote droogtes, zoals in Californië, 50 procent van het watertekort wordt veroorzaakt door een toenemende watervraag van huishoudens en industrie als gevolg van de gestegen temperaturen. Ook blijkt dat 20 procent van de droogte veroorzaakt wordt door watergebruik voor irrigatie, vee, industrie en huishoudens. In Azië gaat er zo veel water naar irrigatie, dat dit grotere tekorten veroorzaakt dan de natuurlijke variaties in watertekorten als gevolg van klimaatschommelingen. Al met al is overduidelijk dat mensen een versterkend effect hebben op de droogtes die wereldwijd voorkomen.

Deze eeuw

In twee nieuwe studies, gepubliceerd in januari, door de Universiteit Utrecht in samenwerking met Wageningen Universiteit hebben we onderzocht wat de invloed is van klimaatverandering op droogte. Gaat het allemaal slechter worden? Zo ja, hoeveel problemen gaan we krijgen met watertekorten en droogte in Nederland en daarbuiten? Op deze en andere vragen proberen wij een antwoord te vinden door de toekomstige waterbeschikbaarheid in het mondiaal hydrologisch model te simuleren. Op basis van een aantal klimaatscenario’s kunnen we simulaties uitvoeren met het geprojecteerde weer voor de komende honderd jaar. Daarbij wordt gekeken naar de verwachte veranderingen, zoals een stijging van 4 graden van de gemiddelde wereldtemperatuur. Dit soort weergegevens komt van klimaatmodellen die mede ontwikkeld worden door het KNMI. Het unieke aan de hydrologische simulaties is dat aanpassingen van rivieren, zoals de aanleg van dammen en irrigatie, in het model worden meegenomen.

De simulaties laten zien dat de invloed van de mens op de veranderingen in toekomstige droogte misschien nog groter is dan die van klimaatverandering. Klimaatverandering heeft grote gevolgen voor de hoeveelheid beschikbaar water en dus droogte. Op de meeste plekken op aarde zal de waterbeschikbaarheid afnemen. Uitzondering vormen de koude gebieden waar sneeuw en ijs domineren. Daar zal de waterbeschikbaarheid over lange periode toenemen door het smelten van ijskappen en sneeuw of het ontdooien van permafrost – op zich ongewenste ontwikkelingen. In andere gebieden zorgt de bouw van dammen ervoor dat er in de zomer meer water beschikbaar komt voor irrigatie en drinkwater. Door de kunstmatige meren stroomt het water minder snel naar de zee en is daardoor langer beschikbaar voor mens en natuur. Maar dit is niet overal zo. In Zuidoost-Azië onttrekt de mens zo veel water dat het effect van klimaatverandering versterkt zal worden. Hier zijn de droogteproblemen alleen op te lossen door efficiënter om te gaan met water, en gewassen te verbouwen die met minder water toekunnen. Ons onderzoek wijst ondubbelzinnig uit dat de mens een grotere invloed heeft op droogte dan tot nu toe gedacht werd. Dit kan grote problemen veroorzaken in de waterbeschikbaarheid voor bijvoorbeeld irrigatie en drinkwatervoorziening – ook in Nederland. 

Niko Wanders en Yoshihide Wada zijn werkzaam op de afdeling Fysische Geografie van de Universiteit Utrecht. 
Henny van Lanen werkt op de afdeling Hydrologie en Kwantitatief Waterbeheer, Wageningen Universiteit. 

BRONNEN 

• California Drought: www.californiadrought.org/
• African Drought Monitor: drought.icpac.net/ 
• European Drought Centre: www.geo.uio.no/edc/ 
• European Drought Monitor: edo.jrc.ec.europa.eu/ 
• United States Drought Monitor – droughtmonitor.unl.edu/ 
• Zie ook: www.earth-syst-dynam.net/6/1/2015/