Droogte houdt steeds meer de hoofden van Amerikanen en bezorgde burgers overal ter wereld bezig. Het westen van de Verenigde Staten heeft door de geschiedenis heen perioden van verschrikkelijke droogte gekend, en de klimaatverandering wordt verantwoordelijk gehouden voor het veroorzaken van extremere weersvariaties in veel andere regio’s. Inzicht in de oorzaken van een gebrek aan neerslag helpt bij het vormgeven van beleid en keuzes die het potentieel hebben om de gevolgen van droogtes te verergeren of te verminderen.
Fysieke oorzaken van droogte
Het NASA Earth Observatory somt drie factoren op die droogte veroorzaken. Dit zijn onderling verbonden, natuurlijk voorkomende verschijnselen die de locatie, ernst en frequentie van droogtes bepalen.
Temperatuur van oceanen en land
Neerslag is het resultaat van het natuurlijke proces waarbij:
- Water verdampt van het aardoppervlak, zowel uit waterlichamen als uit land.
- Het vocht condenseert vervolgens in de atmosfeer.
- Eindelijk wordt het vocht geconcentreerd en v alt het weer op de aarde.
Het proces wordt aangedreven door de hitte van de zon; hoe heter het is, hoe groter de verdampingssnelheid. Als de temperatuur van de oceaan of het landoppervlak in een bepaald gebied relatief koel is, kan er dus droogte optreden in regio's die afhankelijk zijn van die vochtbronnen. Koude temperaturen in de Stille Oceaan nabij de evenaar zijn bijvoorbeeld meestal gecorreleerd met weinig regenval in het westen en midden van de VS
Luchtcirculatiepatronen in de atmosfeer
Grootschalige weerpatronen, inclusief de verdeling van de regenval, worden grotendeels bepaald door de patronen van de luchtcirculatie in de atmosfeer. Terwijl warme lucht opstijgt en uitzet, ontstaat er een contrasterende luchtstroom uit koelere gebieden waar lucht condenseert en zakt. Dit geeft aanleiding tot luchtstromen die vocht door de atmosfeer verplaatsen en resulteren in verschillende regenpatronen in verschillende regio's.
Als er een afwijking is in de oppervlaktetemperatuur, veranderen de typische patronen van de luchtcirculatie, wat betekent dat de neerslagpatronen ook veranderen. Dit leidt tot meer dan gemiddelde regenval in sommige gebieden en droogte in andere. El Nino en La Nina zijn uitstekende voorbeelden van grote fluctuaties in de luchtstromingen, die vaak in verband worden gebracht met droogte op locaties als Afrika, Australië, India, Brazilië en Hawaï.
Hoeveelheid vocht in de bodem
Bodemvocht beïnvloedt de vorming van wolken, of het gebrek daaraan, op een meer lokaal niveau. Wanneer de grond vochtig is, blijven de temperaturen aan de oppervlaktelucht koeler omdat meer zonne-energie wordt geabsorbeerd tijdens het verdampingsproces. Als de grond droog is, is er geen lokale bron voor het vocht dat wolkenvorming veroorzaakt. Dit leidt tot hogere oppervlaktetemperaturen waardoor de grond nog droger wordt. De cyclus bouwt op zichzelf voort en resulteert in langdurige droogtes.
De menselijke connectie
Naast meteorologische factoren die droogte veroorzaken, kan ook menselijke activiteit een factor zijn. Menselijke activiteit heeft de hoeveelheid neerslag in veel delen van de wereld verminderd. Soms speelt de hoeveelheid water die mensen verbruiken, en de timing van dat verbruik, een rol bij hoeveel water er op een later tijdstip beschikbaar is voor mensen, planten en dieren. Droogte kan dus ook worden gezien als een onbalans tussen vraag en aanbod.
Ontbossing
Wijdverbreide ontbossing kan bijdragen aan droogte, vooral in regio's waar regenval wordt gevormd door lokale watercycli. Bij conventionele regenval verdampt bij hoge temperaturen water uit lokale land- en waterbronnen. De met water beladen lucht stijgt op in de atmosfeer, waar het afkoelt en als regen naar beneden komt. Dit is gebruikelijk in de tropen. Bossen verliezen water door verdamping, waardoor de lokale watercyclus wordt gevoed. Wanneer bossen worden gekapt, verdampt er minder water, wat op zijn beurt de hoeveelheid gevormde wolken vermindert.
- Dit soort regenval komt volgens CIFOR voor in 50% van het Midwesten van de VS, 90% in de Sahel in West-Afrika en 30-60% in het Amazonegebied, waardoor ze kwetsbaar zijn voor droogte.
- Volgens een wetenschappelijk onderzoek ervaren de Amazones al dit soort "zichzelf versterkende droogte".
Bodemdegradatie
Bodemdegradatie treedt op wanneer beschermende plantenbedekking, met name bossen, verloren gaat, waardoor de bodem bloot komt te liggen. Intensieve landbouw, waarbij diep geploegd wordt en chemicaliën worden gebruikt die de bodemstructuur vernietigen, is een andere wijdverbreide oorzaak.
- Verlies van bedekking of structuur vermindert het vermogen van de bodem om water te absorberen en vast te houden, en resulteert in afvloeiing en verkort de tijd die beschikbaar is voor water om in diepere lagen van de bodem te sijpelen.
- De bodem droogt dus snel uit en kan de groei van planten en gewassen niet ondersteunen, wat op korte termijn kan leiden tot droogte in de landbouw. De gevolgen hiervan zijn groter in regio’s als de sub-Sahara, waar 95% van de landbouw afhankelijk is van dit bodemvocht voor de landbouw.
- Als er meer afvoer is en minder infiltratie en percolatie van regenwater in de bodem, wordt er minder grondwater toegevoegd, wat leidt tot hydrologische droogte op langere termijn.
Toegenomen vraag naar water
In tegenstelling tot meteorologische droogte, die alleen het resultaat is van weers- en klimatologische omstandigheden, wordt hydrologische droogte veroorzaakt door een gebrek aan neerslag (regen en sneeuw) gedurende langere perioden, en een grotere vraag naar water in een bepaalde regio dan is beschikbaar. Bronnen voor water kunnen natuurlijke meren en rivieren, kunstmatige reservoirs en grondwater zijn.
- Menselijk gebruik van grondwaterreservoirs door middel van pompen voor drinkwater/huishoudelijke behoeften of van rivierwater voor irrigatie kan ook water opnemen dat bijdraagt aan hydrologische droogte. De bouw van dammen stroomopwaarts voor waterkracht kan stroomafwaarts waterschaarste veroorzaken. Door menselijk gebruik is het aantal keren dat hydrologische droogte heeft plaatsgevonden bijvoorbeeld met 100-200% toegenomen, en de intensiteit in China met 8 keer (pag. 1).
- Menselijk gebruik in het algemeen heeft de frequentie van hydrologische droogte wereldwijd met 27% doen toenemen, en met 35% in Azië, 25% in Amerika en 20% in Europa.
- Wilde dieren en waterorganismen zijn ook afhankelijk van bepaalde waterstanden in meren en rivieren om te overleven, en vegetatie is afhankelijk van bepaalde niveaus in de grondwaterspiegel.
Een droogte ontstaat wanneer al deze gecombineerde 'eisen' gedurende een langere periode groter worden dan de beschikbare watervoorziening. Hydrologische droogte vereist een lange termijn om te worden verzacht, omdat het aanvullen van natuurlijke waterbronnen langzaam gebeurt. Wanneer de vraag naar water hoog is tijdens een periode met weinig regenval, wanneer de rivieren en het grondwater niet zoals gewoonlijk worden aangevuld, kunnen de gevolgen erger zijn.
Timing
De timing van neerslag en de vraag naar water heeft veel te maken met het moment waarop zich een droogte voordoet. Zelfs als de totale watervoorziening laag is, is droogte in de wintermaanden meestal minder zorgwekkend, omdat de vraag veel kleiner is dan in de zomer.
Landbouwdroogte treedt meestal op als er in de lente niet genoeg water is om zaailingen te helpen groeien en het succes van de gewassen te garanderen. Wanneer de verdeling van de neerslag meer in de zomer plaatsvindt dan in de winter, gaat veel water snel verloren door verdamping en afvloeiing, in plaats van te worden opgeslagen als sneeuwpakket. Dit veroorzaakt later droogte wanneer mensen of natuurlijke systemen eraan gewend zijn dat er water beschikbaar is door smeltende sneeuw.
Klimaatverandering en droogte
Nu de door de mens veroorzaakte klimaatverandering steeds meer wordt gestimuleerd, bestuderen veel wetenschappers de veronderstelde effecten ervan op droogte. Zoals de meteorologische mechanismen die droogte veroorzaken duidelijk maken:
- Abnormale temperatuurschommelingen komen overeen met abnormale variaties in de neerslag.
- Verhogingen van de temperatuur hebben het potentieel om frequentere en ernstigere droogtes te veroorzaken, waardoor de klimaatverandering in het vizier komt te staan als een belangrijke oorzaak van droogte in de huidige tijd.
- Tussen 2000 en 2015 ervoer de VS droger dan normaal weer over 20-70% van zijn oppervlakte.
- De mondiale gebieden die getroffen zijn door extreme droogte zijn toegenomen van 1% in de jaren vijftig tot 3% in de jaren 2000.
NASA wijst erop dat er overtuigend wetenschappelijk bewijs is dat klimaatverandering de planeet gemiddeld heter maakt, waardoor hittegolven intenser en droogtes ernstiger worden. In de continentale Verenigde Staten wordt verwacht dat de frequentie en ernst van droogtes in het hele land de komende decennia zal toenemen.
Bewaken tegen droge tijden
De oorzaken van droogte zijn complex, onderling verbonden en in toenemende mate door de mens veroorzaakt. Er zijn echter veel manieren om water te besparen, wat steeds meer een prioriteit wordt in regio's die door droogte worden getroffen. In feite zouden mensen overal ter wereld moeten overwegen om waterbehoud toe te passen als een preventieve maatregel tegen toekomstige droogtes.
