The response of the hydrological system in India to climate change

INDICE prosjektet studerte effekten av klimaendringer på tilsig fra kryosfæren - isbreer og snø - til elvene i den vestlige del av Himalaya i India. Effekten at disse endringene har på vannressursene i regionen ble også undersøkt. Ved å bruke ulike modeller for å forstå disse endringene, kunne prosjektet undersøke tidligere og fremtidige endringer som påvirker vannressurser og hvilken effekt endringene kan ha på lokalbefolkningen i fremtiden. Millioner av mennesker lever i den vestlige Himalaya regionen i India, og er direkte påvirket av endringer i kryosfæren. Representative grupper av lokale innbyggere ble oppsøkt om de ulike endringene som er observert. Det er endringer i nedbør - regn er mindre forutsigbar og kommer ikke når det er forventet og på et viktig tidspunkt for å plante avlinger, men så kommer det når ikke er forventet og forårsaker problemer. Et ekstrem eksempel på dette skjedde i løpet av prosjektperioden i september 2014, da flom skjedde i Kashmir og nærliggende områder i løpet av den siste fasen av monsun sesongen forårsaket omfattende flom og dødsfall av hundrevis av mennesker. For å kvantifisere de observerte endringene, ble en omfattende studie gjort av meteorologiske data. Men dette viste seg å være en utfordring fordi det finnes lite data, det er mange hull i dataserier, og selv det å få tilgang til eksisterende data var vanskelig. Det er gode data for perioden 1901-1970, men etter 1971 er datakvaliteten sparsom og inkonsistent. Derfor var en viktig og vesentlig del av prosjektet å skaffe data, og deretter å rette hull og uregelmessigheter i dataene for å utføre analysene. To svært ulike modelleringsmetoder ble brukt for å undersøke dataene og modellere fremtidige endringer. Hvorfor to forskjellige modeller? Det frarådes å stole på bare en modellsimulering, selv om modellen er perfekt, fordi naturlige variasjoner er assosiert med ikke-lineære prosesser som ikke kan forutses. Empirisk statistisk nedskalering (ESD) og Regional Climate Modellering (RCM) er de to metodene som brukes i denne studien. De bruker ulike informasjonskilder og er basert på ulike prinsipper, derav har de forskjellige styrker og svakheter. ESD er enkelt i forhold til databehov og er en god metode å bruke for å nedskalere store ensembler. RCM ble utført ved hjelp av en atmosfære modell (WRF - Weather Research and Forecasting Modell) for Cordex Sør-Asia domene for å «force» den hydrologiske modellen (romlig distribuert versjon av HBV-modellen), som inkluderte en høyde-intervall parameterisering av isbreer. Studie-områdene var sentrert på to isbreer - Kolahoi i Jammu og Kashmir, som drenerer til Lidder vassdraget og Chhota Shigri i Himachal Pradesh, som drenerer til Chenab vassdraget. Indice har støttet massebalansemålinger av Chhota Shigri i løpet av prosjektperioden, og nå har den den lengste bremassebalansen serien i Hindu Kush Himalaya-regionen, med en sammenhengende serie tilbake til 2002. Den gjennomsnittlige massebalansen for Chhota Shigri mellom 2002 og 2014 var negativ med -0,56 m w.eq. (vannekvivalent), men i noen år i perioden var massebalansen positiv. Massebalansen beregnet fra glasiologiske metoden for perioden 2005 til 2014 var -4,21 m w.eq som viser god overenstemmelse med -3,54 m beregnet fra geodetiske metoden. Negative trend er konsistent med målinger fra andre breer i Himalaya. Nedbør for regionen har to maksima - en moderat i vintermånedene og en større i monsunen. Nedbør over Himalaya-regionen er ikke konsistent med resten av India. Modellresultatene viser at fremtidige nedbør vil bli 10-25% mindre innen utgangen av det 21. århundre på de fleste meteorologiske stasjoner. Den vintertemperaturen vil øke med 0,3 til 7,2 °C, i henhold til hvilken RCP brukes. Spørreundersøkelser av lokal befolkning viser at endringene markeres allerede. Det er mindre vann tilgjengelig for vanning og husdyr, noe som har ført til mer daglig forflytning av dyr som får negativt påvirket vekstrater. Bønder bytter fra tradisjonelle avlinger som ris til andre vekster. I tillegg til virkningene på jordbruk og fiske, som involverer en stor andel av befolkning, er vannkraft også påvirket og det er mindre tilsig om sommeren når strøm trenges for avkjøling. Den «Livelihood Impact Assessment» viser at befolkningen i regionen er sårbar for endringer som modellene forutsier. Indice prosjektet har jobbet med lokale og nasjonale myndigheter til å formidle resultatene av prosjektet, slik at de kan forstå endringene og bestemme best hvordan de skal reagere.

The cryospheric contribution to rivers in western Himalaya plays a significant role in water resource availability. Changes in climate in these regions lead to a significant impact on the socio-economic status of the local community in western Himalaya, a nd probably also to those at greater distances, but the magnitude and reaction time of these changes are poorly understood. There is a need to understand the physical processes behind these impacts and the socio-economic impact assessment in the region. T he work proposed in INDICE addresses these needs. The work is structured into four main themes (work packages). The first theme is the detection of feedback mechanisms from glacier ice mass balance and geometry to the atmosphere in Indian catchments in th e Himalaya region (WP1). The results from this will then provide one hydrological projection available for analyses and will establish climate projections for the region based on empirical statistical downscaling and advanced statistical analyses to impro ve our understanding of climate change signals in the region (WP2). Assessment of the mass balance and energy balance of two selected glaciers and the effect of the mass balance on river discharge is the next theme (WP3), and this also provides data to ot her work packages. WP4 includes development of a socioeconomic impact assessment based on demographic characteristics; livelihood and production systems and land use systems and will use output data from workpackages 1 to 3. Project management, organisati on and co-operation are contained in a separate work package (WP0). This includes co-ordinating the dissemination of project results. The dissemination includes two workshops for the Indian and Norwegian partners for presentation of project results. This should lead to greater incorporation of the results into local and regional policy regarding water resources. Publication of scientific results in international scientific journals will be given high priority.