Аналіз шістдесятирічного стоку 28 басейнів верховий річок високогірної Азії дозволив гідрологам розрахувати поточний і спрогнозувати подальше зростання обсягів транспортування річкового осаду, викликане потеплінням клімату. Дослідження опубліковане в і прогнозує далекосяжні наслідки для гідроенергетики, продовольчої та екологічної безпеки регіону.
Тибетське плато і оточуючі його азіатські гірські хребти - третій за величиною крижаний резервуар на Землі і джерело багатьох великих річок Азії. Річки, що беруть тут початок, є найважливішими лініями життєзабезпечення для третини населення земної кулі. Як і полярні регіони, високогір'я Азії теплішає швидше порівняно із загальними тенденціями глобального потепління. З 1950-х років середньорічна температура повітря тут підвищилася приблизно на два градуси - набагато інтенсивніше, ніж у середньому по світу. Зміни клімату збільшують обсяги річкового стоку, а отже і обсяги наносів, що негативно впливає на гідротехнічні споруди.
Наприклад, для верхів "їв річки Інд у період з 1974 по 2006 рік ємність водосховища Тарбела, найбільшого гідроенергетичного та іригаційного проекту в Пакистані, зменшилася більш ніж на 30 відсотків початкової ємності - набагато швидше, ніж очікувалося. Такі темпи виносу річкового осаду в регіоні загрожують очікуваній тривалості життя водосховищ, запасу води, іригаційної спроможності, виробленню гідроенергії, а також збільшують ризики повеней в межах високогірної Азії і нижче за течією річок.
Група авторів з Великобританії, Німеччини, Китаю, Сінгапуру і США під керівництвом Дунфен Лі (Dongfeng Li) з Сінгапурського національного університету зібрала і проаналізувала дані про клімат, сток і опади річок за останні шість десятиліть, а також дала кількісний прогноз збільшення стоку річкового осаду до 2050 року.
Щоб оцінити геоморфологічні наслідки зміни клімату для регіону високогірної Азії, автори проаналізували чутливість потоків опадів до підвищення температури і атмосферних опадів, використовуючи модель кліматичної еластичності. Модель заснована на останніх шістдесятирічних спостереженнях за кліматом, стоком і потоком річкових опадів, а також концептуальну основу утворення стоку і річкових наносів у холодних середовищах. Щоб відокремити вплив зміни клімату на річкові опади від антропогенних впливів, автори вибрали 28 природних недоторканих людиною басейнів у верхів'ях річок.
Аналіз показав значне зростання стоку і річкового осаду у відповідь на посилене потепління клімату. При цьому винос річкових опадів зростає швидше, ніж стік. У середньому збільшення кліматичних опадів на 10 відсотків призводить до збільшення потоку річкових опадів на 24 5 відсотка, а підвищення температури повітря на 1 градус Цельсія призводить до збільшення потоку річкових опадів на 32 10 відсотка.
Вчені пов'язують динаміку з швидко відступаючими льодовиками, незважаючи на те, що їх просторова протяжність відносно невелика. Раніше замерзлі ландшафти легше схильні до ерозії і збільшують потік води і опадів. Крім того, регіон має більш високий градієнт м'яких літологій порівняно з арктичними середовищами та їх твердими кратонними літологіями.
У роботі автори також спрогнозували збільшення потоку наносів у регіоні до середини XXI століття у відповідь на майбутні сценарії зміни клімату. Використовуючи підхід, заснований на середньозваженій площі, і спостереження за питомим виходом опадів з 122 станцій, сучасний потік річкових опадів високогірної Азії оцінюється в 1,94 ^ 0,80 метричних гігатонн на рік.
Для сценарію екстремальної зміни клімату, тобто підвищення температури на 3 градуси і збільшення опадів на 30 відсотків, до 2050 року порівняно з періодом 1995-2015 років потік річкових опадів регіону збільшиться з нинішніх 1,94 0,80 гігатонн на рік до 5,18 1,64 гігатонн на рік - більш ніж удвічі.
Збільшення обсягу осаду може серйозно зменшити ємності водосховищ і швидше, ніж очікувалося, вивести з ладу силові турбіни. Автори прогнозують, що з 2020 по 2050 рік в існуючих і планованих водосховищах, розташованих у верхів'ях річки Янцзи, ймовірно, буде відкладено в цілому близько 2000 метричних мегатонн опадів, що еквівалентно скороченню ємності сховища приблизно на 1,5 − 109 кубічних метра - в два рази більше проектної ємності водосховища Ліюань нижче за течією.
Тверді мінерали, такі як кварц і польовий шпат, з яких переважно складаються річкові відкладення регіону, викликають істирання і пошкодження компонентів турбін. Так, у річці Сатледж басейну верхнього Інда турбіни гідроелектростанції Натпха Джакрі були замінені менш ніж через рік від старту експлуатації через серйозну проблему з істиранням.
Через високу питому поверхню і пов'язану з цим реакційну здатність дрібнодисперсний виважений річковий осад є важливим переносником фосфору і більшості важких металів, наприклад, хрому, миш'яка, свинцю і ртуті. Особливу увагу автори звертають на ключове значення зважених річкових наносів на перенесення органічного вуглецю. Кількісна оцінка цього процесу важлива при оцінці можливого зворотного зв'язку між потеплінням клімату, деградацією мерзлоти і круговоротом вуглецю.
Раніше ми писали, що при поточних тенденціях кліматичних змін менш ніж через 20 років очікується планетарне потепління на 1,5 градуса Цельсія. Тому дослідження обсягу стоків і наносів дає можливість точніше проектувати споруджувані водосховища і прогнозувати термін роботи існуючих.