Published November 1, 2017 | Version v1
Publication Open

Glacial melt content of water use in the tropical Andes

  • 1. Imperial College London
  • 2. University of Exeter
  • 3. Universidad Católica Bolivia San Pablo
  • 4. National Polytechnic School
  • 5. Royal Botanic Gardens, Kew
  • 6. Institute of Ecology and Biodiversity

Description

Accelerated melting of glaciers is expected to have a negative effect on the water resources of mountain regions and their adjacent lowlands, with tropical mountain regions being among the most vulnerable. In order to quantify those impacts, it is necessary to understand the changing dynamics of glacial melting, but also to map how glacial meltwater contributes to current and future water use, which often occurs at considerable distance downstream of the terminus of the glacier. While the dynamics of tropical glacial melt are increasingly well understood and documented, major uncertainty remains on how the contribution of tropical glacial meltwater propagates through the hydrological system, and hence how it contributes to various types of human water use in downstream regions. Therefore, in this paper we present a detailed regional mapping of current water demand in regions downstream of the major tropical glaciers. We combine these maps with a regional water balance model to determine the dominant spatiotemporal patterns of the contribution of glacial meltwater to human water use at an unprecedented scale and resolution. We find that the number of users relying continuously on water resources with a high (>25%) long-term average contribution from glacial melt is low (391 000 domestic users, 398 km2 of irrigated land, and 11 MW of hydropower production), but this reliance increases sharply during drought conditions (up to 3.92 million domestic users, 2096 km2 of irrigated land, and 732 MW of hydropower production in the driest month of a drought year). A large proportion of domestic and agricultural users are located in rural regions where climate adaptation capacity tends to be low. Therefore, we suggest that adaptation strategies should focus on increasing the natural and artificial water storage and regulation capacity to bridge dry periods.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

من المتوقع أن يكون للذوبان المتسارع للأنهار الجليدية تأثير سلبي على الموارد المائية للمناطق الجبلية والأراضي المنخفضة المجاورة لها، مع كون المناطق الجبلية الاستوائية من بين أكثر المناطق عرضة للخطر. من أجل تحديد كمية هذه التأثيرات، من الضروري فهم الديناميكيات المتغيرة للذوبان الجليدي، ولكن أيضًا لرسم خريطة لكيفية مساهمة المياه الذائبة الجليدية في استخدام المياه الحالي والمستقبلي، والذي يحدث غالبًا على مسافة كبيرة أسفل مجرى النهر الجليدي. في حين أن ديناميكيات الذوبان الجليدي الاستوائي مفهومة وموثقة بشكل جيد بشكل متزايد، لا يزال هناك عدم يقين كبير حول كيفية انتشار مساهمة المياه الجليدية الاستوائية من خلال النظام الهيدرولوجي، وبالتالي كيف تساهم في أنواع مختلفة من استخدام المياه البشرية في مناطق المصب. لذلك، نقدم في هذه الورقة خريطة إقليمية مفصلة للطلب الحالي على المياه في المناطق الواقعة أسفل مجرى الأنهار الجليدية الاستوائية الرئيسية. نحن نجمع هذه الخرائط مع نموذج التوازن المائي الإقليمي لتحديد الأنماط المكانية والزمانية السائدة لمساهمة المياه الذائبة الجليدية في استخدام المياه البشرية على نطاق ودقة غير مسبوقين. نجد أن عدد المستخدمين الذين يعتمدون بشكل مستمر على الموارد المائية بمتوسط مساهمة مرتفع (>25 ٪) على المدى الطويل من الذوبان الجليدي منخفض (391000 مستخدم محلي، و 398 كم 2 من الأراضي المروية، و 11 ميجاوات من إنتاج الطاقة الكهرومائية)، لكن هذا الاعتماد يزداد بشكل حاد خلال ظروف الجفاف (ما يصل إلى 3.92 مليون مستخدم محلي، و 2096 كم 2 من الأراضي المروية، و 732 ميجاوات من إنتاج الطاقة الكهرومائية في الشهر الأكثر جفافًا من سنة الجفاف). توجد نسبة كبيرة من المستخدمين المنزليين والزراعيين في المناطق الريفية حيث تميل القدرة على التكيف مع المناخ إلى الانخفاض. لذلك، نقترح أن تركز استراتيجيات التكيف على زيادة قدرة تخزين وتنظيم المياه الطبيعية والاصطناعية لسد الفترات الجافة.

Translated Description (French)

La fonte accélérée des glaciers devrait avoir un effet négatif sur les ressources en eau des régions montagneuses et de leurs basses terres adjacentes, les régions montagneuses tropicales étant parmi les plus vulnérables. Afin de quantifier ces impacts, il est nécessaire de comprendre l'évolution de la dynamique de la fonte des glaciers, mais aussi de cartographier comment l'eau de fonte des glaciers contribue à l'utilisation actuelle et future de l'eau, qui se produit souvent à une distance considérable en aval de l'extrémité du glacier. Alors que la dynamique de la fonte des glaciers tropicaux est de plus en plus bien comprise et documentée, une incertitude majeure demeure sur la façon dont la contribution de l'eau de fonte des glaciers tropicaux se propage à travers le système hydrologique, et donc comment elle contribue à divers types d'utilisation de l'eau par l'homme dans les régions en aval. Par conséquent, dans cet article, nous présentons une cartographie régionale détaillée de la demande actuelle en eau dans les régions en aval des principaux glaciers tropicaux. Nous combinons ces cartes avec un modèle régional de bilan hydrique pour déterminer les modèles spatio-temporels dominants de la contribution de l'eau de fonte glaciaire à l'utilisation de l'eau par l'homme à une échelle et une résolution sans précédent. Nous constatons que le nombre d'utilisateurs qui dépendent en permanence des ressources en eau avec une contribution moyenne à long terme élevée (>25%) de la fonte des glaciers est faible (391 000 utilisateurs domestiques, 398 km2 de terres irriguées et 11 MW de production hydroélectrique), mais cette dépendance augmente fortement en période de sécheresse (jusqu'à 3,92 millions d'utilisateurs domestiques, 2096 km2 de terres irriguées et 732 MW de production hydroélectrique au cours du mois le plus sec d'une année de sécheresse). Une grande partie des utilisateurs domestiques et agricoles sont situés dans des régions rurales où la capacité d'adaptation au climat a tendance à être faible. Par conséquent, nous suggérons que les stratégies d'adaptation se concentrent sur l'augmentation de la capacité naturelle et artificielle de stockage et de régulation de l'eau pour combler les périodes sèches.

Translated Description (Spanish)

Se espera que el derretimiento acelerado de los glaciares tenga un efecto negativo en los recursos hídricos de las regiones montañosas y sus tierras bajas adyacentes, y las regiones montañosas tropicales se encuentran entre las más vulnerables. Para cuantificar esos impactos, es necesario comprender la dinámica cambiante del derretimiento de los glaciares, pero también mapear cómo el agua de deshielo de los glaciares contribuye al uso actual y futuro del agua, que a menudo ocurre a una distancia considerable aguas abajo del término del glaciar. Si bien la dinámica del derretimiento de los glaciares tropicales se comprende y documenta cada vez mejor, persiste una gran incertidumbre sobre cómo se propaga la contribución del agua de derretimiento de los glaciares tropicales a través del sistema hidrológico y, por lo tanto, cómo contribuye a diversos tipos de uso humano del agua en las regiones aguas abajo. Por lo tanto, en este documento presentamos un mapeo regional detallado de la demanda actual de agua en las regiones aguas abajo de los principales glaciares tropicales. Combinamos estos mapas con un modelo de balance hídrico regional para determinar los patrones espaciotemporales dominantes de la contribución del agua de deshielo glacial al uso humano del agua a una escala y resolución sin precedentes. Encontramos que el número de usuarios que dependen continuamente de los recursos hídricos con una alta (>25%) contribución promedio a largo plazo del derretimiento de los glaciares es bajo (391 000 usuarios domésticos, 398 km2 de tierras de regadío y 11 MW de producción hidroeléctrica), pero esta dependencia aumenta drásticamente durante las condiciones de sequía (hasta 3,92 millones de usuarios domésticos, 2096 km2 de tierras de regadío y 732 MW de producción hidroeléctrica en el mes más seco de un año de sequía). Una gran proporción de los usuarios domésticos y agrícolas se encuentran en regiones rurales donde la capacidad de adaptación al clima tiende a ser baja. Por lo tanto, sugerimos que las estrategias de adaptación se centren en aumentar la capacidad de almacenamiento y regulación de agua natural y artificial para salvar los períodos secos.

Files

Buytaert_2017_Environ._Res._Lett._12_114014.pdf.pdf

Files (3.5 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:8f1fea31671578a98a2f050aa688204b
3.5 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
محتوى الذوبان الجليدي لاستخدام المياه في جبال الأنديز الاستوائية
Translated title (French)
Teneur en fonte glaciaire de l'utilisation de l'eau dans les Andes tropicales
Translated title (Spanish)
Contenido de deshielo glacial del uso de agua en los Andes tropicales

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2763082135
DOI
10.1088/1748-9326/aa926c

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ecuador

References

  • https://openalex.org/W1496927006
  • https://openalex.org/W1538572330
  • https://openalex.org/W1565092356
  • https://openalex.org/W1978987719
  • https://openalex.org/W2025383682
  • https://openalex.org/W2042472055
  • https://openalex.org/W2080502954
  • https://openalex.org/W2091603652
  • https://openalex.org/W2094061050
  • https://openalex.org/W2095596250
  • https://openalex.org/W2103497845
  • https://openalex.org/W2108136757
  • https://openalex.org/W2108614290
  • https://openalex.org/W2112776483
  • https://openalex.org/W2115363650
  • https://openalex.org/W2118849770
  • https://openalex.org/W2127938786
  • https://openalex.org/W2134757219
  • https://openalex.org/W2141610684
  • https://openalex.org/W2148888430
  • https://openalex.org/W2150756205
  • https://openalex.org/W2150948381
  • https://openalex.org/W2170565333
  • https://openalex.org/W2172574693
  • https://openalex.org/W2256097320
  • https://openalex.org/W2754986409