How will climate change influence water supplies a hundred years from now?
氣候變化將如何影響一百年后的供水？為回答這樣的問題，水科學家使用科學模型，其中包括原子能機構的同位素水平衡模型。該模型可以幫助專家準確可靠地預測氣候變化對未來水資源的影響。他們收集的信息可以支持決策者為后代制定可持續(xù)用水政策。
模型利用現有的數據，研究和了解難以直接觀察的想法、對象和過程。這包括做出預測，例如預測下周的天氣狀況或估計未來五年的失業(yè)率。雖然模型呈現的是一個更通用和簡化的現實世界版本，但模型的每個方面經過校準，都能準確反映現實世界的運作。
水平衡模型從降水量、蒸散量、水流和蓄水量變化等方面描述水循環(huán)。與許多傳統(tǒng)的水平衡模型不同，國際原子能機構的模型使用同位素進行模型校準并驗證其準確性，因為同位素在行為上是獨特和一致的。利用經過良好校準和驗證的水平衡模型，科學家可以準確估計未來狀況，例如氣候變化對100年或更長時間后水資源的影響。
埃塞俄比亞亞的斯亞貝巴大學副教授Dessie Nedaw Habtemariam說，對于任何國家和氣候來說，這些長期水研究的精確性很重要，因為高估或低估未來供水都可能產生不利影響。
“例如，如果我們錯誤地估計水的補給率，且我們的估計值過高，然后將這些結果傳達給決策者，那么他們就可能實施導致地下水開采速度超過其可補給速度的政策，” Haptemariam說?！斑@將導致可用地下水供應急劇下降，可能意味著鉆井被廢棄，甚至可能導致飲用水短缺。”地下水，即地表下滲透性巖石層中的水，是埃塞俄比亞大多數人口的主要淡水來源。
另一方面，低估水的補給率可能導致不必要的嚴格用水政策或影響發(fā)展決策，例如由于水資源缺乏而阻礙城市擴展。
加拿大馬尼托巴大學水資源工程副教授 Tricia Stadnyk說，對于這些超過100年的長期研究，使用其他水平衡模型獲得準確結果是一個重大挑戰(zhàn)。“許多水平衡模型在模擬溪流、河流和其他水體中的水流量方面做得很好，但在正確計算蒸散量方面卻很差，”她在談到水從陸地蒸發(fā)和水從植物向大氣運動的過程時說?！皩τ跉夂蜃兓A測來說，這是一個巨大問題，因為我們考慮的一個大問題是蒸散?！?/p>
由于氣候變化，氣溫變得更為極端，蒸散率也是如此。蒸散量越大，地表水就越少，反之亦然。這繼而影響整個年度水循環(huán)，并可能導致不可預測的極端情況，即從水太少，導致干旱，到水太多，導致洪水。
沒有一種氣候能不受這些變化的影響。這些變化會影響加拿大這樣的氣候，那里60%以上的土地是某種形式的永久凍土，四季鮮明；或者影響像埃塞俄比亞那樣的氣候，那里大部分地區(qū)屬于熱帶，全年氣溫幾乎保持不變。
通過調整模型可以獲得這些不同狀況，使得模型在全球范圍內都適用。來自幾個國家的科學家正與原子能機構合作，在利用原子能機構的同位素水平衡模型和其他模型改進水資源管理方面得到培訓和支持。例如，在埃塞俄比亞，正在啟動一個為期三年的技術合作項目，以研究上阿瓦什盆地——一個向260多萬人提供淡水的大型地下水庫。如加拿大等其他國家正在建立或已經建立同位素取樣網絡，以提高使用諸如原子能機構的模型時的準確性。