Cambios en el régimen hidrológico inducidos por el calentamiento climático en el noreste frío de Asia: Perspectivas de la cuenca del río Heilongjiang-Amur
Autores: Li, Jiaoyang; Wang, Ruixin; Huang, Qiwei; Xia, Jun; Wang, Ping; Fang, Yuanhao; Shamov, Vladimir V.; Frolova, Natalia L.; She, Dunxian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencias medioambientales generales
Palabras clave
Calentamiento climático
Regímenes hidrológicos
Distribución del permafrost
Patrones de precipitación
Gestión de recursos hídricos
Cambio climático
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
El rápido calentamiento climático y las intensificadas actividades humanas están causando profundas alteraciones en los sistemas hidrológicos terrestres. Comprender los cambios en los regímenes hidrológicos y los mecanismos subyacentes que impulsan estos cambios es crucial para una gestión efectiva de los recursos hídricos, la planificación de cuencas y la mitigación de desastres por inundaciones. Este estudio examina los regímenes hidrológicos de la cuenca del río Heilongjiang-Amur, una cuenca transfronteriza caracterizada por una extensa distribución de permafrost en el noreste de Asia, analizando datos meteorológicos (temperatura, precipitación, evaporación) y datos hidrológicos diarios a largo plazo de las estaciones de Komsomolsk, Khabarovsk y Bogorodskoye. Los datos de escorrentía diaria faltantes se reconstruyeron utilizando tres métodos de aprendizaje automático: Redes Neuronales Convolucionales (CNN), Redes de Memoria a Largo y Corto Plazo (LSTM) y Redes Convolucionales de Memoria a Largo y Corto Plazo (CNN-LSTM). El análisis de tendencias, la detección de cambios abruptos y las técnicas de regresión revelaron un calentamiento significativo y un aumento de la evapotranspiración real en la cuenca desde 1950 hasta 2022, mientras que la precipitación y el equivalente de agua en nieve no mostraron tendencias significativas. El calentamiento climático está alterando significativamente los regímenes hidrológicos al cambiar los patrones de precipitación y acelerar el deshielo del permafrost. En la estación de Komsomolsk, un aumento de 1 mm en la precipitación anual resultó en un aumento de 0.48 mm en la profundidad de escorrentía anual, mientras que un aumento de 1 gradosC en la temperatura llevó a un incremento de 1.65 mm en la profundidad de escorrentía anual. Aunque la escorrentía anual no mostró una tendencia significativa a largo plazo, la escorrentía de bajo caudal demostró aumentos sustanciales, impulsados principalmente por la temperatura y la precipitación. Estos hallazgos proporcionan información crítica sobre las respuestas hidrológicas de las cuencas fluviales dominadas por permafrost al cambio climático, ofreciendo una base científica para la gestión sostenible de los recursos hídricos y estrategias para mitigar los riesgos hidrológicos inducidos por el clima.
Descripción
El rápido calentamiento climático y las intensificadas actividades humanas están causando profundas alteraciones en los sistemas hidrológicos terrestres. Comprender los cambios en los regímenes hidrológicos y los mecanismos subyacentes que impulsan estos cambios es crucial para una gestión efectiva de los recursos hídricos, la planificación de cuencas y la mitigación de desastres por inundaciones. Este estudio examina los regímenes hidrológicos de la cuenca del río Heilongjiang-Amur, una cuenca transfronteriza caracterizada por una extensa distribución de permafrost en el noreste de Asia, analizando datos meteorológicos (temperatura, precipitación, evaporación) y datos hidrológicos diarios a largo plazo de las estaciones de Komsomolsk, Khabarovsk y Bogorodskoye. Los datos de escorrentía diaria faltantes se reconstruyeron utilizando tres métodos de aprendizaje automático: Redes Neuronales Convolucionales (CNN), Redes de Memoria a Largo y Corto Plazo (LSTM) y Redes Convolucionales de Memoria a Largo y Corto Plazo (CNN-LSTM). El análisis de tendencias, la detección de cambios abruptos y las técnicas de regresión revelaron un calentamiento significativo y un aumento de la evapotranspiración real en la cuenca desde 1950 hasta 2022, mientras que la precipitación y el equivalente de agua en nieve no mostraron tendencias significativas. El calentamiento climático está alterando significativamente los regímenes hidrológicos al cambiar los patrones de precipitación y acelerar el deshielo del permafrost. En la estación de Komsomolsk, un aumento de 1 mm en la precipitación anual resultó en un aumento de 0.48 mm en la profundidad de escorrentía anual, mientras que un aumento de 1 gradosC en la temperatura llevó a un incremento de 1.65 mm en la profundidad de escorrentía anual. Aunque la escorrentía anual no mostró una tendencia significativa a largo plazo, la escorrentía de bajo caudal demostró aumentos sustanciales, impulsados principalmente por la temperatura y la precipitación. Estos hallazgos proporcionan información crítica sobre las respuestas hidrológicas de las cuencas fluviales dominadas por permafrost al cambio climático, ofreciendo una base científica para la gestión sostenible de los recursos hídricos y estrategias para mitigar los riesgos hidrológicos inducidos por el clima.