Very Wet Day Precipitation (R95p) Projections under 1.5°C, 2°C, and 3°C Global Warming Levels: A CMIP6 Multi-Model Analysis for the Rapti River Basin

Regen valt niet gelijkmatig. In veel delen van de wereld, vooral in gebieden die afhankelijk zijn van de moesson, is de totale hoeveelheid regen per jaar minder belangrijk dan de manier waarop die regen wordt afgeleverd. Een zachte motregen gedurende een maand laat de bodem drinken en rivieren gestaag stromen. Maar wanneer diezelfde hoeveelheid water arriveert in enkele gewelddadige uitbarstingen, kan de grond het niet absorberen, en het resultaat is een overstroming. Naarmate de planeet opwarmt, houdt de atmosfeer meer vocht vast, en de natuurkunde dicteert dat dit extra water de neiging heeft zich te concentreren in minder, maar intensere stormen. Wetenschappers noemen de dagen met de zwaarste neerslag "zeer natte dagen", en ze meten de totale regenval die op deze specifieke dagen valt om te begrijpen hoeveel van de jaarlijkse neerslag van een regio afkomstig is van deze gevaarlijke extremen. Dit is niet alleen een kwestie van weerstatistieken; het is een vraagstuk van overleving voor miljoenen mensen die leven in rivierbekkens waar een enkele week van zware regen de afloop van een oogst of de toekomst van een stad kan bepalen.

Onderzoekers hebben onlangs hun aandacht gericht op het Rapti-rivierbekken, een regio die de grens tussen India en Nepal overschrijdt en acht tot tien miljoen mensen ondersteunt. Dit gebied is al gevoelig voor overstromingen, met een geschiedenis van catastrofale inundaties na slechts enkele dagen van uitzonderlijk zware regenval. Om te begrijpen wat de toekomst brengt, gebruikte een team van wetenschappers geavanceerde computermodellen om het klimaat te simuleren onder drie verschillende scenario's van wereldwijde opwarming: 1,5 graad Celsius, 2 graden Celsius en 3 graden Celsius boven het pre-industriële niveau. Dit zijn de specifieke temperatuurdoelstellingen en limieten die worden besproken in internationale klimaatverdragen. Het team keek niet naar de gemiddelde regenval voor het hele jaar; in plaats daarvan richtten zij zich uitsluitend op de "zeer natte dagen", waarbij zij de totale regenval berekenden die valt op de meest natte vijf procent van de dagen in een jaar. Zij voerden deze simulaties uit met behulp van vier van de meest geavanceerde klimaatmodellen die beschikbaar zijn, elk ontwikkeld door verschillende onderzoeksinstituten wereldwijd, om te zien hoe de intensiteit van deze extreme gebeurtenissen verandert naarmate de wereld heter wordt.

De resultaten schetsen een beeld van een toekomst waarin de gevaarlijkste regen aanzienlijk intenser wordt, maar de exacte hoeveelheid hangt sterk af van welk model wordt gebruikt. In de simulaties neemt de hoeveelheid regen die op deze zeer nate dagen valt toe naarmate de wereldwijde temperatuur stijgt. Bij een opwarming van 1,5 graad suggereren de modellen dat de totale regen van deze extreme dagen kan variëren van 800 tot 2.200 millimeter over het hele bekken. Naarmate de opwarming 2 graden bereikt, stijgt dit totaal naar tussen de 900 en 2.600 millimeter. Tegen de tijd dat de opwarming 3 graden bereikt, laten de projecties een verdere sprong zien, waarbij sommige modellen totalen van maar liefst 2.800 millimeter voorspellen, enkel door deze enkele intense dagen. Eén specifiek model, dat complexe interacties tussen planten en de atmosfeer bevat, projecteerde consequent de hoogste hoeveelheden regen, wat suggereert dat de zeer natte dagen onder het 3-graden scenario bijna 2.000 millimeter water in een enkel jaar kunnen bijdragen. Dit is een verbluffende hoeveelheid water, vergelijkbaar met of zelfs groter dan de totale jaarlijkse neerslag die sommige delen van het bekken momenteel ontvangen, geleverd in slechts een handvol dagen.

De studie identificeerde ook een cruciaal kantelpunt in hoe deze veranderingen detecteerbaar worden. Bij het opwarmingsniveau van 1,5 graad vertoonden de modellen gemengde signalen, waarbij sommige een toename van extreme regen suggereerden en andere geen duidelijke trend of zelfs een lichte afname lieten zien. De veranderingen waren niet sterk genoeg om onderscheiden te worden van de natuurlijke schommelingen van het weer. Echter, zod[oordat de simulaties de drempel van 2 graden bereikten, veranderde het beeld. Drie van de vier modellen begonnen een duidelijke, statistisch significante toename te laten zien in de intensiteit van deze zeer natte dagen. Dit suggereert dat 2 graden een drempel is waarbij de invloed van door de mens veroorzaakte opwarming op extreme neerslag onmiskenbaar wordt, en voorbijgaat aan de ruis van natuurlijke variabiliteit. De onderzoekers kwamen tot de conclusie dat de 1,5-graad doelstelling het verschil kan zijn tussen een toekomst waarin extreme regen nog enigsziander onvoorspelbaar is en een toekomst waarin een dramatische intensivering onafwendbaar is.

Misschien wel de meest opvallende bevinding is hoe ongelijkmatig dit gevaar over het landschap is verdeeld. De simulaties onthulden een scherpe kloof tussen de noordelijke hooglanden en de zuidelijke vlaktes. De bergachtige regio's in het noorden, waar de lucht door het terrein omhoog wordt gedwongen, worden geprojecteerd om twee tot drie keer meer regen te ontvangen op deze zeer natte dagen dan de vlakke zuidelijke vlaktes. Deze kloof wordt groter naarmate de wereld heter wordt. Hoewel de zuidelijke gebieden nog steeds te maken zullen krijgen met verhoogde risico's, zouden de noordelijke sub-bekkens regenhoeveelheden van extreme dagen kunnen zien die vele malen hoger liggen, wat volledig andere technische oplossingen voor bescherming tegen overstromingen vereist. Een dijk of drainagesysteem ontworpen voor de vlakke vlaktes zou volkomen ontoereikend zijn voor de steile, door regen verzadigde heuvels, en vice versa. De studie betoogt dat het behandelen van het gehele rivierbekken als een enkele eenheid voor planning niet langer voldoende is; adaptatiestrategieën moeten worden afgestemd op deze specifieke lokale realiteiten.

Voor de boeren en gemeenschappen die in het Rapti-bekken leven, vertalen deze bevindingen zich in een fundamentele verschuiving in hoe water beheerd moet worden. De regen wordt niet alleen zwaarder; de regen wordt geconcentreerder. In plaats van een gestage doordrenking die helpt bij de groei van gewassen, arriveert het water in overweldigende vloeden die zaden wegspoelen, de bodem eroderen en velden dagenlang onder water zetten. De studie suggereert dat het deel van de totale jaarlijkse neerslag dat afkomstig is van deze extreme dagen zou kunnen stijgen van ongeveer 35 tot 45 procent vandaag de dag naar wel 50 tot 65 procent in een 3-gradenwereld. Dit betekent dat zelfs als de totale hoeveelheid regen gelijk blijft, de manier waarop deze valt destructiever wordt. De onderzoekers benadrukken dat hoewel de modellen van mening verschillen over de exacte cijfers, ze het allemaal eens zijn over de richting: de extremen worden erger. Deze onzekerheid betekent geen inactiviteit; het roept juist op tot flexibele strategieën die kunnen aanpassen aan de veranderende klimaat, zoals het bouwen van drainagesystemen die uitgebreid kunnen worden en het creëren van overstromingsplannen die rekening houden met scenario's die ver buiten wat de geschiedenis ooit heeft vastgelegd liggen. Het verschil tussen het beperken van de opwarming tot 1,5 graad en het toestaan dat deze 3 graden bereikt, is niet alleen een getal op een thermometer; het is het verschil tussen een beheersbare uitdaging en een catastrofaal overstromingsrisico voor miljoenen mensen.