文章信息： Liu Junguo, Li Delong, Chen He, Wang Hong, Yoshihide Wada, Matti Kummu, Simon Newland Gosling, Yang Hong, Yadu Pokhrel, & Philippe Ciais. (2024). Timing the first emergence and disappearance of global water scarcity. Nature Communications: 15(1), 7129. https://doi.org/10.1038/s41467-024-51302-z
整理人：杨文，2023级硕士生
整理时间：2024年8月26日
Abstract: Alleviating water scarcity is at the core of Sustainable Development Goal 6. Yet the timing of water scarcity in its onset and possible relief in different regions of the world due to climate change and changing human population dynamics remains poorly investigated. Here we assess the timing of the first emergence of water scarcity (FirstWS) and disappearance of water scarcity (EndWS), by using ensembles of simulations with six Global Hydrological Models under two representative concentration pathways (i.e., RCP2.6, RCP6.0) combined with two shared socioeconomic pathways (i.e., SSP2, SSP3) for 1901–2090. Historically (1901–2020), FirstWS occurred predominantly in Asia (e.g., China and India) and Africa (e.g., East Africa); the peak time of emerging water scarcity began around the 1980s. Under all the four future RCPs-SSPs scenarios (2021–2090), FirstWS will likely occur mainly in some regions of Africa, for which the newly added area is double that in Asia. On the other hand, EndWS will mostly occur in China after 2050, primarily due to the projected declining population. We, therefore, call for specific attention and effort to adapt to the looming water scarcity in Africa.
摘要：缓解水资源短缺是可持续发展目标6的核心内容。然而，由于气候变化和人口动态的变化，世界各地区水资源短缺的发生时间和可能的缓解时间仍然缺乏充分的研究。在此，我们通过使用六个全球水文模型的模拟集合，评估了水资源短缺首次出现的时间（FirstWS）和水资源短缺消失的时间（EndWS），并结合了两种代表性浓度路径（即RCP2.6、RCP6.0）和两种共享社会经济路径（即SSP2、SSP3）进行评估，时间范围为1901-2090年。历史上（1901-2020年），FirstWS主要发生在亚洲（如中国和印度）和非洲（如东非）；水资源短缺的高峰期始于20世纪80年代。在未来的四种RCP-SSP情景下（2021-2090年），FirstWS很可能主要发生在非洲的一些地区，其中新增区域是亚洲的两倍。另一方面，EndWS将在2050年后主要发生在中国，主要原因是预计人口将下降。因此，我们呼吁特别关注和努力适应非洲即将到来的水资源短缺。
图 四种用于识别水资源短缺首次出现（FirstWS）和水资源短缺消失（EndWS）模式的示意图。
（a）“从未出现水资源短缺”（Never WS）条件表示在整个研究期间内没有出现水资源短缺（WS）（即不存在FirstWS和EndWS）。（b）“始终存在水资源短缺”（Always WS）指的是在20世纪之前（即FirstWS在1901年之前）就已经出现的水资源短缺情况，并且这种短缺持续了整个研究期间；EndWS无法被识别。（c）“中间型水资源短缺I”（Intermediate WS Type I）模式对应于一种情况，即水资源短缺间歇性地发生，但在研究期间的后期仍然持续存在，即在研究期间内无法识别EndWS。（d）在“中间型水资源短缺II”（Intermediate WS Type II）条件下，水资源短缺也间歇性发生，但在研究期间的后期消失；因此可以识别出其FirstWS和EndWS。“FirstWS”被定义为1901-2090年间某网格尺度上人均水资源可用量首次连续五年低于1000立方米/人/年的初始年份。“EndWS”定义为水资源短缺连续五年或五年以上得到缓解的初始年份，并且一直持续到21世纪末的无短缺状态。
图 RCP2.6-SSP2和RCP6.0-SSP3情景下多模型集合中值的首次水资源短缺（FirstWS）空间分布。
（a）历史时期（1901–2020年）和（b）未来时期（2021–2090年）在RCP2.6-SSP2组合下，基于24个GHM-GCM组合投影的FirstWS中值年份分布；（c）RCP6.0-SSP3组合下未来时期的FirstWS中值年份分布。（d）给定年份内全球范围内首次识别到水资源短缺（AFirstWS）的面积。在（a）中，黑色表示水资源短缺在1901年之前发生，白色表示在历史时期内未发生水资源短缺。在（a）、（b）和（c）中，任何模型一致性较低的像素（FirstWS在少于三分之一（即<8）的GHM-GCM组合中发生）都显示为白色。注意，（a）-（c）中FirstWS为24个模型的中值年份，而（d）中的年FirstWS面积为平均值和一个标准差。“FirstWS”被定义为1901-2090年间某网格尺度上人均水资源可用量首次连续五年低于1000立方米/人/年的初始年份。
图 水资源短缺消失时间（EndWS）。
图 a 和 b 分别显示了在RCP6.0-SSP2 和 RCP2.6-SSP3 情景下，多模型集合中位数年 EndWS 的空间分布。白色区域表示在 2090 年之前 EndWS 永远不会发生。图 c 显示了AEndWS 的时间演变。需要注意的是，EndWS 为 24 个模型的中位数年份（a、b），而年度 EndWS 的面积（c）为均值和一个标准偏差。“EndWS”定义为水资源短缺连续五年或五年以上得到缓解的初始年份，并且一直持续到21世纪末的无短缺状态。
图 人口和气候变化情景对水资源短缺的影响。
图（a）显示了在 SSP2 人口情景下，RCP6.0 与RCP2.6 之间的 FirstWS 提前或延迟情况，图（b）显示了在 RCP2.6 排放情景下，SSP3 与 SSP2 之间的 FirstWS 提前或延迟情况。图（c）显示了在 SSP2 人口情景下，RCP6.0 与 RCP2.6 之间的 EndWS提前或延迟情况，图（d）显示了在 RCP2.6 气候变化情景下，SSP3 与 SSP2 之间的 EndWS 提前或延迟情况。每个柱状图下方的数字表示总面积（百万平方公里）。“FirstWS” 被定义为在人均水资源可用量在 1901-2090 年间连续五年或更长时间低于1000立方米/人/年阈值的初始年份。“EndWS”定义为水资源短缺连续五年或五年以上得到缓解的初始年份，并且一直持续到21世纪末的无短缺状态。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-51302-z
节选转引：https://mp.weixin.qq.com/s/7ieJDs9346W9ls5HXKTONw
