El riesgo de escasez mundial de agua es mayor cuando se tiene en cuenta el origen de la lluvia

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Asegurar el suministro mundial de agua es uno de los mayores desafíos de nuestro tiempo. Una investigación de la Universidad de Estocolmo presenta ahora un método alternativo para cuantificar el riesgo global de escasez de agua. Los resultados indican mayores riesgos para el suministro de agua de lo esperado si se tienen en cuenta las condiciones ambientales y la gobernabilidad donde se produce la lluvia.

La idea común del suministro mundial de agua es la lluvia que cae sobre la superficie de la tierra y luego se almacena en acuíferos, lagos y ríos. Esta idea se suele utilizar para evaluar la seguridad hídrica y el riesgo de escasez de agua. Sin embargo, un nuevo estudio publicado en Nature Water muestra cómo los riesgos del agua dependen de la gobernanza y las condiciones ambientales presentes a barlovento, es decir, de las zonas de donde proviene la humedad para ‘generar’ la lluvia.

Estimaciones de peligros desde perspectivas de riesgo. a, La diferencia entre las estimaciones de peligro de las perspectivas contra el viento y contra aguas arriba (contra el viento menos contra aguas arriba). b, Una comparación de la distribución de amenazas (diagramas de caja) de las 379 cuencas transfronterizas a barlovento al incluir países en sus cuencas hidrológicas (arriba) y sus cuencas de precipitación (a barlovento). En la perspectiva aguas arriba (contra el viento), el valor mínimo registrado es 0,0 (0,0) y el valor máximo es 1,0 (1,0). El centro del diagrama de caja, que representa la mediana de los datos, es 0,31 (0,31). Los límites del cuadro están definidos por el primer cuartil (Q1) y el tercer cuartil (Q3), que son 0,03 (0,06) y 0,47 (0,58), respectivamente. Los whiskers se extienden hasta los valores mínimo y máximo de las distribuciones. Las muestras se compararon con una prueba de suma de rangos de Wilcoxon unilateral y no pareada para determinar la significación estadística de la diferencia entre ambas perspectivas (valor de p 0,25; prueba de suma de rangos de Wilcoxon). c,d, Las cinco categorías (muy alto, alto, medio, bajo y muy bajo) se basan en valores normalizados mínimo-máximo del peligro después de la separación en cuantiles para las perspectivas aguas arriba (c) y contra el viento (d). Fuente:. Crédito de la imagen: José Posada-Marín et al.

“El suministro de agua realmente se origina de antemano, con la humedad evaporada de la tierra o en el océano viajando en la atmósfera antes de caer en forma de lluvia. Esta humedad contra el viento suele pasarse por alto a la hora de evaluar la disponibilidad de agua”, afirmó Fernando Jaramillo, profesor asociado de Geografía física en la Universidad de Estocolmo y responsable del estudio.

Cuando un lago o río es compartido entre diferentes países o autoridades, las evaluaciones y regulaciones aplican principalmente una perspectiva aguas arriba, considerando las condiciones en la dirección aguas arriba del cuerpo de agua. En cambio, una perspectiva contra el viento considera el área donde se transporta el agua evaporada antes de terminar como lluvia. El área se conoce como cuenca de precipitación¹ y puede cubrir grandes áreas de la superficie de la tierra.

<strong>a, Diferencias de vulnerabilidad geofísica entre perspectivas (contra el viento menos contracorriente). b, La distribución de la vulnerabilidad (diagramas de caja) para las 379 cuencas hidrológicas con precipitaciones transfronterizas en perspectiva. En la perspectiva aguas arriba (contra el viento), el valor mínimo registrado es 0,0 (0,0) y el valor máximo es 1,0 (1,0). El centro del diagrama de caja, que representa la media de los datos, es 0,00 (0,14). Los límites del cuadro están definidos por el primer cuartil (Q1) y el tercer cuartil (Q3), que son 0,00 (0,04) y 0,05 (0,36), respectivamente. Los whiskers se extienden hasta los valores mínimo y máximo de las distribuciones. Las muestras se compararon con una prueba de suma de rangos de Wilcoxon unilateral y no apareada para determinar la significación estadística de las diferencias (valor de p 3,88 × 10 −55). c,d, Una vez normalizados utilizando una normalización min-max, estos valores se dividen en cinco categorías: muy alto, alto, medio, bajo y muy bajo, utilizando los cuantiles de su distribución tanto para aguas arriba (c) como para barlovento (d). perspectivas. <a href="https://www.nature.com/articles/s44221-024-00291-w#MOESM4" target="_blank">
Fuente</a>. Crédito: José Posada-Marín et al.</strong>

a, Diferencias de vulnerabilidad geofísica entre perspectivas (contra el viento menos contracorriente). b, La distribución de la vulnerabilidad (diagramas de caja) para las 379 cuencas hidrológicas con precipitaciones transfronterizas en perspectiva. En la perspectiva aguas arriba (contra el viento), el valor mínimo registrado es 0,0 (0,0) y el valor máximo es 1,0 (1,0). El centro del diagrama de caja, que representa la media de los datos, es 0,00 (0,14). Los límites del cuadro están definidos por el primer cuartil (Q1) y el tercer cuartil (Q3), que son 0,00 (0,04) y 0,05 (0,36), respectivamente. Los whiskers se extienden hasta los valores mínimo y máximo de las distribuciones. Las muestras se compararon con una prueba de suma de rangos de Wilcoxon unilateral y no apareada para determinar la significación estadística de las diferencias (valor de p 3,88 × 10 −55). c,d, Una vez normalizados utilizando una normalización min-max, estos valores se dividen en cinco categorías: muy alto, alto, medio, bajo y muy bajo, utilizando los cuantiles de su distribución tanto para aguas arriba (c) como para barlovento (d). perspectivas. Fuente. Crédito: José Posada-Marín et al.

“Por ejemplo, en la América del Sur tropical, la mayor parte de la cuenca amazónica se encuentra aguas abajo de la cordillera de los Andes, mientras que grandes áreas de los Andes están a sotavento de la selva amazónica y dependen de ella, lo que hace que estas dos regiones dependan la una de la otra para el suministro de agua”, explicó Jaramillo.

El estudio examinó 379 cuencas hidrológicas² en todo el mundo, revelando que los riesgos para la seguridad hídrica son significativamente mayores cuando se considera el origen del agua a barlovento.

“Con este enfoque, vemos que 32.900 km3/año con necesidades de agua en todo el mundo se enfrentan a un riesgo muy alto, un aumento de casi el 50 por ciento, en comparación con los 20.500 km3/año resultantes del enfoque más tradicional aguas arriba”, dijo José Posada, ex estudiante de doctorado en la Universidad de Estocolmo y autor principal del estudio.

El control político puede tener consecuencias importantes
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Dado que se evapora una gran cantidad de agua de las plantas, los cambios en el uso de la tierra pueden afectar la disponibilidad de agua a sotavento. Si la deforestación y el desarrollo agrícola son predominantes en las zonas a barlovento, la cantidad de humedad que proporciona la vegetación puede disminuir, reduciendo las precipitaciones a sotavento y aumentando el riesgo para la seguridad hídrica.

<strong>a, Cambios en la categorización de riesgos entre perspectivas; Los valores positivos (negativos) indican un riesgo mayor (menor) en la perspectiva de ceñida. b, El mapa de calor muestra la matriz de acuerdo porcentual, con la intersección entre filas y columnas indicando el acuerdo porcentual de las cuencas clasificadas en cada categoría de riesgo upwind (filas) y upstream (columnas). Por ejemplo, alrededor del 11% de las cuencas presentan un riesgo muy alto desde una perspectiva a favor del viento y un riesgo alto desde una perspectiva aguas arriba. c, Cambios en la categorización de riesgos para las 40 cuencas más grandes del mundo. La altura de la barra indica la categoría de riesgo en la perspectiva de ceñida (ver círculos concéntricos), y su color muestra si aumenta, disminuye o no tiene cambios y cuántas categorías de riesgo cambia cada cuenca desde la perspectiva de aguas arriba (ver barra de color en a).<a href="https://www.nature.com/articles/s44221-024-00291-w#MOESM6" target="_blank">
Fuente</a>. Crédito: José Posada et al.</strong>

a, Cambios en la categorización de riesgos entre perspectivas; Los valores positivos (negativos) indican un riesgo mayor (menor) en la perspectiva de ceñida. b, El mapa de calor muestra la matriz de acuerdo porcentual, con la intersección entre filas y columnas indicando el acuerdo porcentual de las cuencas clasificadas en cada categoría de riesgo upwind (filas) y upstream (columnas). Por ejemplo, alrededor del 11% de las cuencas presentan un riesgo muy alto desde una perspectiva a favor del viento y un riesgo alto desde una perspectiva aguas arriba. c, Cambios en la categorización de riesgos para las 40 cuencas más grandes del mundo. La altura de la barra indica la categoría de riesgo en la perspectiva de ceñida (ver círculos concéntricos), y su color muestra si aumenta, disminuye o no tiene cambios y cuántas categorías de riesgo cambia cada cuenca desde la perspectiva de aguas arriba (ver barra de color en a). Fuente. Crédito: José Posada et al.

“Para los países costeros como Filipinas, la mayor parte de la lluvia proviene del mar, lo que significa que los cambios en el uso de la tierra representan muy poco riesgo para la seguridad hídrica. Las precipitaciones en países del interior como Níger, en cambio, provienen principalmente de la humedad que se evapora en países vecinos como Nigeria y Ghana. Esto pone a muchos países sin litoral en alto riesgo con respecto a cómo la seguridad hídrica se ve afectada por los cambios en el uso de la tierra”, puntualizó Fernando Jaramillo.

En otras palabras, factores políticos como la gestión ambiental y las regulaciones en áreas donde la humedad se evapora primero pueden afectar la seguridad del agua en áreas completamente diferentes.

“Por ejemplo, la cuenca del río Congo, que depende en gran medida de la humedad de los países vecinos con bajo rendimiento ambiental y gobernanza según los indicadores globales, enfrenta riesgos considerables debido a la deforestación potencial y los cambios de uso de la tierra no regulados en las áreas vecinas”, expresó Lan Wang-Erlandsson, investigadora del Centro de Resiliencia de Estocolmo de la Universidad de Estocolmo y coautor del estudio.

La regulación medioambiental requiere una perspectiva contra el viento
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El estudio revela por qué la falta de gobernabilidad y desempeño ambiental en un país a barlovento puede ser relevante para el suministro de agua de un país a sotavento. Destaca la codependencia entre los países situados aguas arriba/abajo y aguas abajo/aguas abajo.

“No es posible ignorar la interdependencia entre los países. Al final, toda el agua está conectada, por lo que no sólo debemos preocuparnos por cómo gestionamos nuestros recursos hídricos dentro de una región o país, sino también por cómo lo hacen nuestros países vecinos”, señaló Lan Wang-Erlandsson.

“Esperamos que los hallazgos de este estudio puedan ayudar a identificar dónde y a quién se pueden dirigir las estrategias y los esfuerzos de cooperación para mitigar las causas de las tensiones relacionadas con el agua, incluidos los flujos de agua atmosférica en los marcos transfronterizos de toma de decisiones y gobernanza del agua. Insistimos en la necesidad de cooperación internacional para gestionar eficazmente las fuentes de humedad a barlovento”, concluyó Jaramillo.

Importante
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El paper Upwind moisture supply increases risk to water security (“El suministro de humedad contra el viento aumenta el riesgo para la seguridad hídrica”) fue publicado en Nature Water DOI: 10.1038/s44221-024-00291-w. Sus autores son: José Posada-Marín, Juan Salazar, María Cristina Rulli, Lan Wang-Erlandsson & Fernando Jaramillo.

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De Wikipedia en inglés: En meteorología, una cuenca de precipitación es la superficie oceánica y terrestre a barlovento que contribuye a la evaporación de la precipitación de un lugar determinado a sotavento. El concepto ha sido descrito como un “punto de inflexión atmosférico”. El concepto en sí se basa en una amplia base de trabajo académico que examina las fuentes evaporativas de la lluvia. Desde su definición formal, la cuenca de precipitación se ha convertido en un elemento en los estudios de seguridad hídrica, exámenes de sostenibilidad, y se menciona como una herramienta potencialmente útil para examinar la vulnerabilidad de los ecosistemas dependientes de la lluvia. ↩︎
Aunque los términos cuenca hidrográfica y cuenca hidrológica a menudo se usan indistintamente, tienen diferencias sutiles pero importantes: Cuenca hidrográfica es el área de terreno donde cae toda el agua de lluvia, nieve o hielo, se acumula y fluye hacia un punto de salida común, como un río, lago o el mar. Este término se enfoca principalmente en la ruta física que sigue el agua superficial. La cuenca hidrológica incluye no sólo el agua superficial, sino también el agua subterránea. Este concepto abarca todos los procesos y factores que influyen en cómo se mueve y se transforma el agua en esa área. O, en otras palabras, la cuenca hidrográfica se centra en el manejo local y sostenible del recurso hídrico superficial, mientras que la cuenca hidrológica considera una visión más global, incluyendo tanto el agua superficial como la subterránea. ↩︎