Urgent Climate Red Flag: Global Warming Is Disrupting the Natural Flow of Rivers

Le changement climatique perturbe la saionalité naturelle des débits des rivières dans les régions nordiques, posant des menaces significatives pour les écosystèmes et la sécurité de l'eau, le changement climatique induit par l'homme étant identifié comme la cause principale. Crédit : SciTechDaily.com

De nouvelles recherches indiquent que le changement climatique modifie les débits saisonniers des rivières dans les régions les plus septentrionales de l'Amérique, de la Russie et de l'Europe, présentant des risques pour la sécurité de l'eau et les écosystèmes naturels.

Une équipe de scientifiques dirigée par l'Université de Leeds a analysé des données historiques provenant de stations de jaugeage des rivières à travers le monde et a découvert que 21 % d'entre elles ont montré des modifications significatives dans l'élévation et la baisse saisonnières des niveaux d'eau.

L'étude a utilisé des reconstructions basées sur les données et des simulations de pointe pour montrer que le débit des rivières est désormais beaucoup moins susceptible de varier avec les saisons aux latitudes supérieures à 50°N qu'auparavant, et que cela pourrait être directement lié aux changements climatiques causés par l'activité humaine.

Jusqu'à présent, les preuves suggérant que le changement climatique a eu un impact sur la saionalité des débits des rivières se limitaient à des études locales ou n'avaient pas pris en compte explicitement l'impact du changement climatique provoqué par les humains.

Dans cette étude, l'équipe a utilisé des mesures mensuelles moyennes des débits des rivières provenant de 10 120 stations de jaugeage de 1965 à 2014.

Pour la première fois, ils ont pu exclure les interventions humaines directes telles que la gestion des réservoirs ou l'extraction d'eau, pour montrer que la réduction généralisée de la saionalité des débits des rivières était provoquée par le changement climatique.

Les résultats de la recherche, financée par l'Université de Leeds et l'Université du Sud de la Science et de la Technologie en Chine, ont récemment été publiés dans le journal Science.

L'auteure principale, Hong Wang, une doctorante à l'Université de Leeds et à l'Université du Sud de la Science et de la Technologie en Chine, a déclaré : "Notre recherche montre que l'augmentation des températures de l'air modifie fondamentalement les schémas naturels des débits des rivières.

“L'aspect préoccupant de ce changement est l'affaiblissement observé de la saionalité des débits des rivières, et que cela est une conséquence directe des émissions historiques induites par les humains. Cela signale une diminution soutenue et considérable de la saionalité des débits des rivières si les températures de l'air continuent à augmenter.”

Les activités humaines modifient les schémas de débit des rivières à l'échelle mondiale, à la fois directement par le biais de régulations des flux telles que les réservoirs, et indirectement par le biais de changements d'utilisation des terres et des impacts du changement climatique sur la température de l'air, les précipitations, l'humidité du sol et la fonte des neiges.

Plus des deux tiers des rivières du monde ont déjà été modifiées par les humains, même sans considérer les impacts indirects de l'augmentation des gaz à effet de serre et des aérosols.

La saionalité des débits des rivières joue un rôle critique dans le cycle prévu des inondations et des sécheresses. Un affaiblissement de ces pics et creux peut menacer la sécurité de l'eau et la biodiversité des eaux douces. Par exemple, une part substantielle de l'eau de fonte précoce provenant de la fonte des neiges peut s'écouler rapidement dans les océans et n'être ainsi pas disponible pour un usage humain.

L'affaiblissement de la saionalité des débits des rivières – par exemple, en raison d'une réduction des niveaux des rivières au printemps et au début de l'été dans les régions de fonte des neiges – peut également avoir un impact en aval sur la végétation riveraine et les organismes vivant dans la rivière elle-même.

En Amérique du Nord septentrionale, les chercheurs ont constaté que 40 % des 119 stations observées montraient une diminution significative de la saionalité des débits des rivières. Des résultats similaires ont également été observés en Sibérie méridionale avec 32 % des stations montrant une diminution significative.

Un schéma comparable a été observé en Europe, avec 19 % des stations de jaugeage des rivières ayant connu une diminution significative - principalement dans le nord de l'Europe, l'ouest de la Russie et les Alpes européennes.

De plus, les régions des États-Unis contigus (les 48 États inférieurs en Amérique du Nord, y compris le district de Columbia) ont principalement montré des tendances à la réduction de la saionalité des débits des rivières, à l'exception des rivières des Montagnes Rocheuses et de la Floride.

En Amérique du Nord centrale, la recherche a montré des tendances significatives de réduction de la saionalité des débits des rivières dans 18 % des stations.

En revanche, les chercheurs ont observé une augmentation significative de la saionalité des débits des rivières dans 25 % des stations de jaugeage dans le sud-est du Brésil, montrant que les changements du cycle de l'eau ont un impact différent dans certaines parties du monde.

La Dre Megan Klaar, professeure associée à l'École de Géographie de l'Université de Leeds et membre de water@leeds, a co-signé la recherche. Elle a déclaré : “Les fluctuations des débits des rivières au cours des différentes saisons fournissent des indices vitaux pour les espèces vivant dans l'eau.

”Par exemple, de nombreux poissons utilisent des augmentations particulières de l'eau comme indice pour se rendre vers leurs zones de reproduction en amont ou vers la mer. S'ils n'ont pas ces indices, ils ne pourront pas frayer.”

The research concludes that there is a need to accelerate climate adaptation efforts to safeguard freshwater ecosystems by managing flows to try to recreate some of the natural systems and processes that are being lost.

Professor Joseph Holden, the Director of water@leeds and who supervised Hong Wang’s research, added: “A lot of concern is based upon what climate change will do in the future but our research signals that it’s happening now and that increases in air temperature are driving huge changes in river flow.

“We should be very concerned about what the future holds given accelerating climate change and begin to think about mitigation strategies and adaptation planning to alleviate the future weakening of seasonal river flow, particularly in locations such as western Russia, Scandinavia, and Canada.”

Reference: “Anthropogenic climate change has influenced global river flow seasonality” by Hong Wang, Junguo Liu, Megan Klaar, Aifang Chen, Lukas Gudmundsson and Joseph Holden, 29 February 2024, Science. DOI: 10.1126/science.adi9501