Die Trockenheit des Sommermonsuns beschleunigt die Grundwasserdepletion in Indien unter dem Klimawandel

Zusammenfassung: Grundwasser in Nordindien bleibt eine wichtige Ressource für die Nahrungs- und Wassersicherheit von mehr als einer Milliarde Menschen. Sowohl die Trockenheit des Sommermonsuns als auch die Erwärmung im Winter stellen erhebliche Herausforderungen für das rapide rückläufige Grundwasser dar. Ihre Auswirkungen auf die Anforderungen an Bewässerungswasser und die Grundwasserspeicherung unter dem beobachteten und projizierten zukünftigen Klima sind jedoch unerforscht. Anhand von In-situ-Beobachtungen, Satellitendaten und einem hydrologischen Modell, das die Rolle der Bewässerung und Grundwasserentnahme berücksichtigt, zeigen wir, dass die Trockenheit des Sommermonsuns und die Erwärmung im Winter die Grundwasserdepletion in Nordindien während des beobachteten Klimas beschleunigen, was auch im projizierten zukünftigen Klima so weitergeht. Der Niederschlag während des Sommermonsuns hat signifikant (P-Wert = 0,04) abgenommen (∼8 %), während die Winter in Nordindien zwischen 1951 und 2021 wärmer geworden sind. Sowohl satellitengestützte (GRACE/GRACE-FO) als auch auf hydrologischen Modellen basierende Schätzungen zeigen eine schnelle Grundwasserdepletion (∼1,5 cm/Jahr) in Nordindien mit einem Nettverlust von 450 km³ Grundwasser zwischen 2002 und 2021. Die Trockenheit des Sommermonsuns, gefolgt von einer Wintererwärmung, führt zu einer erheblichen Verringerung der Grundwasserspeicherung aufgrund reduzierter Grundwasserneubildung und erhöhter Entnahme, um die Bewässerungsanforderungen zu decken. Die Trockenheit des Sommermonsuns und die Erwärmung im Winter werden auch in Zukunft die Grundwasserspeicherung in Nordindien beeinflussen. Beispielsweise wird die Trockenheit des Sommermonsuns (10 %–15 % Defizit für nahe und ferne Zeiträume), gefolgt von einer erheblichen Erwärmung im Winter (1–4 °C) in der Zukunft, die Grundwasserdepletion weiter beschleunigen, indem die Bewässerungswasseranforderungen um (6 %–20 %) erhöht und die Grundwasserneubildung um (6 %–12 %) reduziert werden. Maßnahmen zur Nachhaltigkeit des Grundwassers, einschließlich der Reduzierung der Grundwasserentnahme und der Förderung der Grundwasserneubildung während der Sommermonsun-Saisons, sind erforderlich, um die zukünftige landwirtschaftliche Produktion sicherzustellen.