Крупномасштабные колебания климатической системы создают временные засушливые периоды, продолжающиеся от нескольких лет до десятилетий, что требует дорогостоящих инвестиций в инфраструктуру для поддержания надёжного водоснабжения. Здесь разработаны методы построения теории о том, какие подходы к увеличению водоснабжения являются надёжными и экономически эффективными для решения общих структур колебаний климата в странах Африки к югу от Сахары. Авторы обнаружили, что длительные десятилетние колебания требуют крупнейших инвестиций в инфраструктуру, если используются традиционные методы планирования. Однако мониторинг колебаний и реагирование с помощью временных решений, соответствующих периоду колебаний, могут снизить потребность в новой инфраструктуре. Это подчёркивает важность адаптационного потенциала в решении проблемы долгосрочной изменчивости климата и целенаправленных инвестиций в инфраструктуру для адаптации к климату. 

Колебания климата, продолжающиеся от нескольких лет до десятилетий, приводят к изменчивости осадков во многих речных бассейнах по всему миру. В результате многим регионам потребуются инвестиции в новую водную инфраструктуру для поддержания надёжного водоснабжения. Однако нынешние подходы к адаптации сосредоточены на долгосрочных тенденциях с подготовкой к средним климатическим условиям середины или конца столетия. Влияние климатических колебаний, приводящих к длительным и переменным, но временным засушливым периодам, на потребности в увеличении водоснабжения, неизвестно. Современные подходы к развитию теории систем «природа-общество» ограничены в своей способности реалистично отражать воздействие климатических колебаний на водоснабжение. Здесь авторы разрабатывают подход к построению теории среднего уровня того, как обычные климатические колебания влияют на недорогие и надёжные стратегии увеличения водоснабжения. Были извлечены контрастные черты климатических колебаний в странах Африки к югу от Сахары и изучено их влияние на общую систему водоснабжения. Этот подход объединяет прогнозы климатических моделей, нестационарную обработку сигналов, генерацию стохастической погоды и достижения на основе обучения с подкреплением в области стохастического динамического управления. Обнаружено, что более длительные климатические колебания часто требуют большей мощности по увеличению водоснабжения, но больше выгоды - от динамических подходов. Таким образом, в условиях адаптивной способности часто пересматривать решения по планированию более длительные колебания климата не требуют большей мощности. Создавая теорию взаимосвязи между колебаниями климата и наименее затратным надёжным увеличением водоснабжения, авторы полагают, что их выводы могут помочь специалистам по планированию ориентироваться на дефицитные ресурсы и направлять водные технологии и инновации в политике. Этот подход можно использовать для поддержки планирования адаптации к изменению климата в крупных пространственных масштабах в секторах, на которые влияет изменчивость климата.

 

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2215681120%4010.1073/pnas.2024.121.issue-29