Изменение климата и населения
advertisement
Оценка степени адаптации к изменению климата в сельскохозяйственном секторе Международная перспектива Информационно-консультационный семинар Ташкент, Узбекистан 19 мая 2010 г. Питер Другерс ФьючеУатер Уагенинген Нидерланды Кол-во моделей >0 Изменение осадков % Изменение тем-ры (С) Прогнозы МСИК Годовое Изменение осадков (%) Изменение температуры (С) Прогнозы МСИК (годовые) Изменение температуры и количества осадков, сделанные при помощи MMD-A1B моделирования. Изменение среднегодовых температур в период с 1980 по 1999 гг. и 2080 по 2099 гг., усредненные данные по 21 модели. Прогноз МСИК: осадки (ежемесячно) DJF JJA Кол-во моделей >0 Прогноз МСИК: осадки (ежемесячно) Количество моделей (из 21 модели), прогнозирующих увеличение количества осадков. Вероятность Время прогноза “The Art of Predicting Climate Variability and Change”, Bart van den Hurk and Daniela Jacob (2009) Почему используются количественные инструменты Рекомендации МСИК для специалистов, занимающихся управлением водными ресурсами Наличие Вариант Спрос Комментарии Вариант Комментарии Городское водоснабжение • Увеличение емкости водохранилищ Дорогостоящее мероприятие; потенциальное воздействие на окружающую среду •Стимулирование экономного использования воды (например, путем ценового регулирования) Вероятно ограниченные возможности; Необходима институциональная база •Увеличение объемов отбора воды из рек и подземных источников Потенциальное воздействие на окружающую среду •Юридически обеспеченное соблюдение стандартов водопользования (например, для бытовой техники) Потенциальное стратегическое влияние; как правило, экономически не эффективно. •Послесистемные правила эксплуатации Вероятно ограниченные возможности •Увеличение объемов использования «серой воды» Потенциальное дорогостоящее •Межбассейновая переброска воды Дорогостоящее мероприятие; потенциальное воздействие на окружающую среду •Уменьшение утечек воды Потенциально избыточное для уменьшения до очень низкого уровня, особенно при использовании старых систем •Опреснение Дорогостоящее мероприятие (высокие энергозатраты) Разработка систем санитарии, не требующих использования воды •Сезонные прогнозы Возможно, слишком сложное в технологическом плане для широкого использования. Возможно увеличение Источник: “Managing Water under current climate variability” Eelco van Beek (2009, адаптировано из МСИК (2001 г., таблица 4–13)) Наличие Вариант Спрос Комментарии Вариант Комментарии Промышленное использование и охлаждение оборудования электростанций •Увеличение емкости источника Дорогостоящее •Использование воды низкого качества Увеличение использования •Увеличение эффективности водопользование и оборотного водоснабжения Модернизация, возможно, будет дорогостоящей Производство гидроэлектроэнергии •Увеличение емкости резервуара Дорогостоящее; потенциальное воздействие на окружающую среду; возможно, неосуществимое •Увеличение к.п.д. турбин; стимулирование эффективного использования энергии Модернизация, возможно, будет дорогостоящей Навигация •Строительство новых плотин и шлюзов Дорогостоящее; потенциальное воздействие на окружающую среду После определения размеров кораблей и плотности трафика Корабли меньшего размера, более интенсивный трафик; увеличение выбросов и затрат Наличие Вариант Спрос Комментарии Вариант Регулирование паводков Комментарии •Увеличение защиты от наводнений Дорогостоящее; потенциальное воздействие на окружающую среду •Улучшение системы предупреждений и распространения информации о паводках Технические ограничения в районах ливневых паводков; степень эффективности не известна •Контроль источников водосбора для снижения паводкового расхода Более эффективно для мелких паводков, нежели для крупных Сдерживание освоения пойменных земель Возможные серьезные социально-политические проблемы Орошение •Увеличение емкости источника орошения Дорогостоящее; потенциальное воздействие на окружающую среду •Повышение эффективности водопользования •Увеличение засухоустойчивых сортов •Изменение структуры посевов При помощи технологий или увеличения цен; Генная инженерия – спорный вопрос; Переход на использование культур, нуждающихся в меньшем орошении или не требующих орошения. Меры по уменьшению загрязнения •Улучшение водоочистных сооружений Потенциально дорогостоящее •Уменьшение объемов стоков для очистки (например, взимая плату за сброс сточных вод); •Меры по управлению дренажными водами в целях уменьшения объема загрязненного стока Необходимо управление рассредоточенными источниками загрязнения; Требует участия фермеров, например путем стимулирования. Net Benefits Mitigation и смягчения адаптацииand выгодаofотAdaptation Чистая Меры по адаптации в сравнении с мерами по смягчению Adaptation Адаптация Mitigation Смягчение TimeГоды in Years Какие количественные инструменты Количественный анализ Прошлое Наст. Будущее •Дист. сбор данных •Наблюдения Тенденция •Анализ •Статданные Оценка существующих водных ресурсов Оценка бывших водных ресурсов Варианты на будущее Изменить ? - технические - социально-экономические - стратегически ориентированные •Модели Количество моделей? ? Какую модель использовать? Географический масштаб Континент Podium STREAM SLURP Бассейн WSBM SWAT WEAP Система IQQM SWAP AquaCrop Хозяйство высокий Физические детали низкий Количество спутников? ? Дистанционный сбор данных Периодичность Две недели 1 день Ikonos Landsat / ASTER AVHRR / GOES/ MODIS METEOSAT 11 км 180 км 2500 км 30 мин. 1-4м 30 м 250 м - 1 км 5 км Размер элемента изображения (разрешающая способность) Данные по эвапотранспирации, полученные с помощью дистанционного зондирования Фактическая эвапотранспирация в Австралии, 2004 – 2005 (мм/год) Глобальные исследования Изменение климата относительно изменения населения Только изменение климата (Сценарий 1) Vörösmarty, C.J., P. Green, J. Salisbury, R.B. Lammers. 2000. Global Water Resources: Vulnerability from Climate Change and Population Growth. Science 289: 284-288. Изменение климата относительно изменения населения Только изменение населения (Сценарий 2) Vörösmarty, C.J., P. Green, J. Salisbury, R.B. Lammers. 2000. Global Water Resources: Vulnerability from Climate Change and Population Growth. Science 289: 284-288. Изменение климата относительно изменения населения Изменение климата и населения (Сценарий 3) Vörösmarty, C.J., P. Green, J. Salisbury, R.B. Lammers. 2000. Global Water Resources: Vulnerability from Climate Change and Population Growth. Science 289: 284-288. Изменение климата относительно изменения населения • Изменение населения: постепенное • Изменение климата: резкие колебания Vörösmarty, C.J., P. Green, J. Salisbury, R.B. Lammers. 2000. Global Water Resources: Vulnerability from Climate Change and Population Growth. Science 289: 284-288. Исследования на уровне хозяйств Сравнение адаптации на уровне хозяйств в различных бассейнах • Влияние и адаптация в 7 различных бассейнах • Репрезентативные хозяйства • Имитационная модель SWAP • Различные стратегии по адаптации Irrigation Precipitation Transpiration Evaporation Surface runoff Unsaturated zone Transport: - water - heat - solutes Drainage/ subsurface infiltration Saturated zone Properties: - water retention - hydraulic conductivity Deep groundwater •Zay_Пшеница •Zay_Рис •Wal_Овощи •Wal_Рис •Vol_Куруруза •Vol-Рис •Syr_Пшеница •Syr_Хлопчатник •Sac_Помидоры •Sac_Рис •Rhi_Пшеница •Rhi_Сахарная свекла •2010-2039 гг. •2070-2099 гг. •Mek_Кукуруза •Mek_Рис •-60% •-40% •-20% •0% •20% •40% •60% •Изменения по годам (%) Источник: Aerts and Droogers, 2003. Climate Change in Contrasting River Basins, Adaptation Strategies for Water, Food and Environment Zay_Wheat Zay_Rice Wal_Vege Wal_Rice Vol_Maize Vol-Rice Syr_Wheat Syr_Cotton Sac_Tomato Sac_Rice Rhi_Wheat Rhi_SugB 2010-2039 2070-2099 Mek_Maize Mek_Rice -60% -40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Changes вinотклонениях, Variation (%) % Изменения Источник: Aerts and Droogers, 2003. Climate Change in Contrasting River Basins, Adaptation Strategies for Water, Food and Environment •Zay_Пшеница •Zay_Рис •Wal_Овощи •Wal_Рис •Vol_Кукуруза •Vol-Рис •Syr_Пшеница •Syr_Хлопчатник •Sac_Tomato •Sac_Рис •Rhi_Пшеница •2010-2039 •2070-2099 •Rhi_Сахарная свекла •Mek_Кукуруза •Mek_Рис •-20% •0% •20% •40% •60% •80% •Изменения в потреблении (%) Источник: Aerts and Droogers, 2003. Climate Change in Contrasting River Basins, Adaptation Strategies for Water, Food and Environment Анализ на уровне бассейна и хозяйств Уместность • Рост сельскохозяйственных культур и изменение климата – – – – Изменение осадков Изменение температур Изменение контрольного уровня эвапотранспирации Изменение содержания СО2 • Анализ при помощи WEAP – Наличие воды (включая отклонение) • Анализ при помощи AquaCrop – Текущая ситуация – Влияние – Адаптация • без орошения • с меньшим объемом орошения • 3 урожая • ….. Комбинированный анализ на уровне бассейна и хозяйств Географический масштаб Континент Бассейн WEAP Система Хозяйство AquaCrop высокий Физические детали низкий AquaCrop • Основные процессы AquaCrop • Удобный для пользователя интерфейс 60 15 70 18 Biomassa Yield Stress 80 100 15 8 6 10 4 5 2 0 0 Water stress (%) 20 01/12/2000 50 01/11/2000 25 01/10/2000 40 01/09/2000 30 Irrigation (mm/d) 30 01/08/2000 Irr Runoff Drain ET 01/07/2000 01/12/2000 01/11/2000 01/10/2000 01/09/2000 50 01/06/2000 10 01/08/2000 12 01/05/2000 01/07/2000 Biomass, yield (ton/ha) 01/06/2000 01/05/2000 10 01/04/2000 14 01/04/2000 35 01/03/2000 0 01/03/2000 40 01/02/2000 16 01/02/2000 45 01/01/2000 5 01/01/2000 Runoff, darainage, ET (mm/d) Типичные результаты 0 10 20 25 90 20 Сводные результаты • Влияние изменения климата Существующие Current Общая культур (т/га) Crop урожайность Yield total (ton/ha) Орошение Irrigation(мм/год) (mm/year) Осадки (мм/год) Precipitation (mm/year) Эвапотранспирация ET (mm/year) (мм/год) 13.4 1200 1507 1663 ИК CC 18.2 1200 1855 1754 CC no irr 9.3 0 1855 1703 CC red irr 18.1 150 1855 1703 3-crops 19.3 1170 1855 1724 Сводные результаты • Больше осадков в 2050 г.: – без орошения??? • Существенное снижение урожайности Существующие Current Общая культур (т/га) Crop урожайность Yield total (ton/ha) Орошение Irrigation(мм/год) (mm/year) Осадки (мм/год) Precipitation (mm/year) Эвапотранспирация ET (mm/year) (мм/год) 13.4 1200 1507 1663 ИК CC 18.2 1200 1855 1754 ИКCC без орошения no irr 9.3 0 1855 1703 CC red irr 18.1 150 1855 1703 3-crops 19.3 1170 1855 1724 Сводные результаты • Увеличение осадков в 2050 г.: – С меньшим орошением??? • Почти никакого влияния на урожайность Существующие Current Общая культур (т/га) Crop урожайность Yield total (ton/ha) Орошение Irrigation(мм/год) (mm/year) Осадки (мм/год) Precipitation (mm/year) Эвапотранспирация ET (mm/year) (мм/год) 13.4 1200 1507 1663 ИК CC 18.2 1200 1855 1754 ИКCC без орошения ИК с red меньшим no irr CC irr орошением 3-crops 9.3 0 1855 1703 18.1 150 1855 1703 19.3 1170 1855 1724 Сводные результаты • Три урожая в год? • Увеличение урожайности • Управление деятельностью хозяйств следует улучшить Общая культур (т/га) Crop урожайность Yield total (ton/ha) Орошение Irrigation(мм/год) (mm/year) Осадки (мм/год) Precipitation (mm/year) Эвапотранспирация ET (mm/year) (мм/год) Существующие Current ИК CC 13.4 1200 1507 1663 18.2 1200 1855 1754 ИКno без irr ор. CC 9.3 0 1855 1703 ИК с меньшим 3 урожая CC red irr ор. 3-crops 18.1 150 1855 1703 19.3 1170 1855 1724 Анализ WEAP WEAP WEAP Результаты WEAP • Подъем воды, м •Предполагаемая глубина наводнений с периодичностью раз в 5 лет Заключение • Адаптация к изменению климата: – Увеличение экстремальных показателей – Неопределенность • Количественные инструменты: – Модели – Дистанционный сбор данных • Вопросы масштаба: – Бассейн: наличие и изменчивость водных ресурсов – Хозяйство: урожайность • Незатронутые вопросы: – Засоленность – Экономика – …. Спасибо!
