由人类活动驱动的气候变化将在未来几十年改变堪萨斯州的气温和降雨量。但对转变时间和严重程度的预测仍然不准确。
现在，堪萨斯大学工程学院的研究人员正在与堪萨斯州水务办公室合作，创建模型来解释该州未来气候的不确定性，以便分配水资源的官员可以更好地预测重要资源的供需。
他们的工作将扩展 KWO 使用的模型，该模型依赖于堪萨斯州 1950 年代干旱年份的数据，作为缺水的最坏情况。该项目得到了内政部垦务局的 98,000 美元 WaterSmart 赠款以及堪萨斯州水务办公室和 KU 的额外资金的支持。
“该项目是与堪萨斯州水资源办公室的合作，旨在推进该州的水文建模和气候预测，”领导这项工作的 KU 土木、环境和建筑工程副教授 Joshua Roundy 说。“现在，他们利用 1950 年代的干旱时期并通过他们的模型运行它，然后以此为基础说，'我们可以让城市吸收这么多的水。'但是由于其中涉及的不确定性，考虑不同的情景并展望未来的气候以及这将如何影响整个州的蒸发和水流不是很有帮助吗?因此，我们共同制定了这项提案，以使用气候模型来改善水资源预测中的不确定性估计，从而为其水资源分配创造新的情景。”
新的建模工作将侧重于依赖地表水的堪萨斯州中部和东部地区，包括 6 个流域、21 个水库、51 个流入和 163 个耗水源。
KWO 水资源规划师 Richard Rockel 表示：“堪萨斯州水务办公室期待与堪萨斯大学合作开展这个 WaterSmart 赠款项目，开发更多工具和资源，将气候变异性纳入堪萨斯州未来的供水规划中。 .“该项目将允许对气候变化进行更全面的分析，以应用于该州面临的区域供水问题。”
Roundy 和他的团队将使用世界气候研究计划的耦合模型比对项目第 5 阶段 (CMIP5) 来预测未来几年堪萨斯州的水资源可用性如何受到气候不确定性的影响。CMIP5 模型比较了多种排放情景，并将它们与陆地、海洋和大气之间的关键反馈相结合。
“这是一个全球性组织，一大群建模小组运行模型实验并将所有数据汇总在一起，因此您对未来气候可能是什么样子有多种估计，”Roundy 说。“许多模型显示，该州大部分地区的总体降水量可能略有减少。当你按季节分解它时，我们实际上会在春季等潮湿时期看到更多极端降水，但随后秋季和冬季也会变得更加干燥——所以它们会产生平均效应，总体而言，没有太多改变。”
将 CMIP5 模型与堪萨斯州的历史气候数据相结合，Roundy 和他的团队将使用水文模型来估计由于气候不确定性导致的径流和蒸发的不确定性，然后修改现有的 KWO 水分配模型以考虑新的径流和蒸发输入.
最后，KU 小组将使用贝叶斯概率框架量化由于气候变化而导致的未来水资源分配的可变性。换句话说，根据 Roundy 的说法，随着有关气候的新数据的出现，KWO 将能够将其插入模型中以更新预测能力。
“我们希望帮助他们根据我们创建的历史和预测场景定义这些概率，然后我们可以在获得新信息时更新这些概率，”他说。“例如，我们将首先查看客户端模型的 CIMP5 版本。但接下来我们会看看如果我们使用最新版本 CIMP6 会发生什么，看看这些概率会如何更新。”
这位 KU 研究人员表示，由于预测的干旱增加期和洪水期增加，管理供水可能更具挑战性。
“这将导致水资源紧张、水库系统紧张，堪萨斯州水务办公室肯定有兴趣尝试了解它，”Roundy 说。“我们问，'好吧，这怎么可能改变?'如果我们基于这些关于季节性如何变化的气候模型构建情景——我们如何在某些时期获得更多的降水，而在其他时期则更少——他们可以通过他们的模型运行这些模型以做出正确的决定并说，'好吧，这是我们可能会看到的。这就是为什么我们说这是'不确定性'，因为我们的估计可能不完全正确，但我们的工作可以为该州的供水提供更好的风险评估。”
除了帮助 KWO 改进他们的预测以应对气候变化带来的不确定性，这项工作还将资助一名 KU 研究生两年时间专注于模型。
Roundy 说，他的小组的工作可能会产生一篇学术论文，旨在向其他州和地区展示一种预测未来供水的方法。但他的真正目标是帮助堪萨斯州繁荣发展，因为气候变化引发了有关水资源供应的问题。
“这是关于为决策者创造工具来做出更好的决策，”他说。“能够与国家合作并真正展示 KU 研究的好处以及它如何帮助国家实体改进他们的系统真是太好了。我们的主要目标是确保事情是可持续的，我们在未来城市内的水资源供应方面实现可持续增长。”
