87 процентов рек США и Европы теплеют, а 70 процентов сталкиваются с дезоксигенацией — дефицитом кислорода. Температура воды в них увеличивается примерно на одну пятую градуса каждые десять лет, то есть они нагреваются быстрее морской поверхности и медленнее озер. Если не ограничить антропогенные выбросы парниковых газов, то с каждым десятилетием в году будет на 40 дней с риском замора больше. Такие выводы содержит исследование, опубликованное в журнале Nature Climate Change.
На фоне потепления в океанах и озерах мира наблюдается потепление воды, которое приводит к снижению растворимости в ней газов и, как следствие, дезоксигенации — то есть дефициту кислорода. Такие тенденции менее ожидаемы в реках, поскольку в них вода движется, активнее обменивается газами с воздухом, а еще освещается практически на всю глубину, то есть в реках обеспечиваются условия, необходимые для фотосинтеза. Однако темпы потепления климата ускоряются, в реках уже отмечаются последствия потепления воды, и для сохранения речных экосистем важно понимать подверженность рек дефициту растворенного кислорода. Гипоксия в реках приводит к появлению так называемых мертвых зон в руслах, в которых не могут существовать холодолюбивые рыбы (например, форель и лосось), и это несет угрозу как речному, так и морскому биоразнообразию.
Чжи Вэй (Wei Zhi) из Университета штата Пенсильвания совместно с коллегами из Австрии и США провел первую глобальную оценку темпов потепления рек в мире. Для этого они создали межконтинентальную модель LSTM, которую обучили на наборах данных о температуре и концентрации растворенного кислорода в водах рек. Их исследование включало 580 рек в США и 216 рек в Центральной Европе.
Авторы новой работы установили, что в 87 процентах исследованных рек наблюдается потепление, а в 70 процентах — дезоксигенация. Медианные темпы потепления в 796 реках составили 0,190 ± 0,087 градуса Цельсия за десять лет, что быстрее, чем в среднем у морской поверхности (0,110 ± 0,008 градуса Цельсия за десять лет) за исключением областей распространения морского льда, и медленнее, чем в озерах (0,34 ± 0,18 градуса Цельсия). Быстрее всего теплеют реки, протекающие через города: ученые отметили, что так происходит из-за нагрева воды в условиях городских островов тепла и попадания в русло нагретого стока с непроницаемых городских поверхностей.
По прогнозам авторов исследования, при реализации сценария с серьезным ограничением антропогенных выбросов каждые десять лет в мировых реках будет становиться в среднем на 27 ± 4,1 больше дней в году, когда возникает риск образования мертвых зон (концентрация растворенного кислорода падает до менее трех миллиграмм в литре), а при слабых ограничениях или их отсутствии — на 40 ± 8,2 дня. Ученые отметили, что температура воды оказалась более важным фактором для насыщения кислородом, чем такие ее характеристики как течение и освещенность.
Ранее ученые выяснили, что антропогенная деятельность привела к нарушению таксономического, функционального и филогенетического разнообразия в половине мировых рек — индекс совокупного изменения биоразнообразия в них превысил шесть баллов из 12 возможных.