Ben Abbott en David Hannah geloven dat watercyclus diagrammen – afbeeldingen die illustreren hoe water circuleert op aarde – hopeloos verouderd zijn omdat ze de verstorende invloed van de mens niet laten zien. “Het is alsof ze vastzitten in de 17e eeuw, toen de menselijke watervoetafdruk nog te verwaarlozen was,” zegt Abbott, een ecosysteem-ecoloog aan de Brigham Young University. “Het is alsof op een diagram van het menselijk lichaam de bloedsomloop niet te zien zou zijn – dat is niet alleen een vereenvoudiging, het is een omissie die het onmogelijk maakt om te begrijpen hoe het systeem werkt.”
Als wetenschappers was dit frustrerend – Hannah studeert hydrologie en klimaat aan de Universiteit van Birmingham – maar als ouders was het ook persoonlijk. “Vorig jaar kwam mijn dochter uit groep vier op een dag thuis met een liedje over de waterkringloop,” herinnert Abbott zich. “Haar leraar had in de klas een YouTube-video laten zien waarin de basisterminologie werd uitgelegd. Het is de meest bekeken video over de waterkringloop, met meer dan 11 miljoen views, en het vinkt alle vakjes aan over wat er mis is met de huidige afbeeldingen van de waterkringloop.”
De video legt de nadruk op de verticale aspecten van de waterkringloop, terwijl de temporele variabiliteit – veranderingen in hoeveelheid in de loop van de tijd – en de langeafstandsinteracties tussen oceaan- en landoppervlakken en de waterkringloop worden uitgesloten, en “het meest schrijnende is dat het geen enkele menselijke interactie met water laat zien,” zei Abbott, eraan toevoegend: “Nou ja, in alle eerlijkheid, er is een meisje grooven op de beat op een bepaald punt, maar geen indicatie dat de mens het water heeft veranderd in de 21e eeuw.”
Ook een paar jaar geleden, toen Hannah’s oudste dochter in de 3e klas zat, maakte ze een kleurrijke tekening van de watercyclus waarop geen land te zien was – alleen de oceaan. “Ze was zo blij met haar kunstwerk, net als ik, dat ze zei dat ze de hele dag had gedaan wat ik op mijn werk deed,” zei Hannah. “Ik had niet het hart om te zeggen dat ik voornamelijk werk aan terrestrische hydrologische processen die in haar superillustratie ontbraken.”
De wereldwijde watercyclus geeft weer hoe water zich boven, op en onder het aardoppervlak beweegt, gebieden die land, de atmosfeer, rivieren en oceanen omvatten. De processen van de cyclus omvatten verdamping, condensatie, neerslag, infiltratie, afvloeiing aan de oppervlakte of stroming onder de oppervlakte, en nemen verschillende vormen aan – regen, ijs en damp.
“De mondiale watermassa is vrij constant in de tijd, maar de verdeling van het water in… sneeuw, ijs, grondwater, bodem en atmosfeer is variabel in ruimte en tijd, afhankelijk van een breed scala van klimaat en stroomgebied – waterscheiding – controles en processen,” zei Hannah.
Een nauwkeurig diagram – op grote schaal gebruikt in onderwijs, onderzoek en elders – is belangrijk omdat klimaatverandering belangrijke verschuivingen in de watercyclus blijft teweegbrengen. Als de wereld opwarmt, verdampt er meer water van zowel land als zee, terwijl een warmere atmosfeer er meer van kan vasthouden. Dit leidt op sommige plaatsen tot heviger neerslag en op andere tot langdurige droogte. Het beïnvloedt ook hoeveel water beschikbaar is als hulpbron.
De wetenschappers, die samenwerkten met onderzoekers aan de Michigan State University en in Frankrijk, Zweden, Canada en Zwitserland, onderzochten in hoeverre de huidige diagrammen van de watercyclus verouderd waren, en kwamen met een nieuwe versie die de menselijke invloed weerspiegelt.
Het door hen voorgestelde up-to-date watercyclusdiagram bevat elementen die de resultaten van menselijke invloed weergeven, waaronder zeespiegelstijging, smeltende ijskappen, overstromingen, droogte en ander extreem weer, uitbreiding van “dode zones” in de oceaan, en vervuiling door landbouw en industrie. Hun studie verschijnt in het tijdschrift Nature Geoscience.
“De watercyclus is een icoon van hydrologie en systeemdenken op milieugebied,” aldus Hannah. “Ons vermogen om te zorgen voor voldoende water voor de samenleving en het milieu hangt af van een nauwkeurige weergave van de watercyclus… Fouten in de diagrammen hebben het potentieel om ze te ondermijnen als educatieve hulpmiddelen, en kunnen leiden tot verkeerd managementdenken…”
De onderzoekers verzamelden eerst alle beschikbare studies over de mondiale watercyclus om een idee te krijgen van hoeveel water er op aarde is en hoe het beweegt. “We verzamelden deze informatie uit meer dan 80 studies en vergeleken dat met diagrammen die we verzamelden uit leerboeken, wetenschappelijke artikelen en online bronnen,” legde Abbott uit. “We namen elk beeld in detail door en schreven meer dan 50 verschillende kenmerken op, zoals de grootte van de oceaan in vergelijking met het land, de aan- of afwezigheid van mensen, en welke soorten poelen en stromen werden getoond.”
De overgrote meerderheid van de diagrammen die ze onder de loep namen – 85 procent – toonde helemaal geen menselijke betrokkenheid, terwijl slechts 2 procent van de beelden klimaatverandering of watervervuiling vermeldde, aldus de studie.
Diagrammen worden vaak gebruikt om belangrijke informatie over te brengen aan het publiek in een gemakkelijk te begrijpen visueel formaat, zoals met dieetvoedingsrichtlijnen. In tegenstelling tot de afbeeldingen van voedingsmiddelen, die vele herzieningen hebben ondergaan naarmate de kennis over voeding in de loop der tijd is toegenomen, zijn de diagrammen van de watercyclus ongewijzigd gebleven. De meeste tekeningen van de stikstof- en koolstofcycli, bijvoorbeeld, bevatten in tegenstelling tot de watercycli al de menselijke dimensie, zei Abbott. “We weten dat het vastleggen van de diagrammen van de watercyclus de wereldwijde watercrisis niet zal oplossen,” zei hij. “Maar deze diagrammen bieden een venster op hoe verschillende onderzoeks-, onderwijs- en managementgroepen de watercyclus begrijpen. Het beeld dat zij schetsen is vrij ver van de werkelijkheid.”
De watercyclus leert cruciale wetenschappelijke concepten, “inclusief hoe materie niet kan worden gecreëerd of vernietigd, hoe alles is verbonden in ecologische systemen, en hoe menselijke activiteit de levensondersteunende systemen van de aarde kan beïnvloeden,” zei Abbott. “Elk deel van de samenleving is afhankelijk van water, dus begrijpen waar het vandaan komt en wat bepaalt of het beschikbaar is voor gebruik is van cruciaal belang om water voor de samenleving en ecosystemen te garanderen.”
“Omdat velen van ons niet persoonlijk de volledige omvang van klimaatverandering en watervervuiling zien, zijn deze diagrammen een belangrijke manier om ons bewustzijn van de omvang van de menselijke wijziging van het aardsysteem uit te breiden,” voegde hij eraan toe. “Dit is niet alleen een academisch probleem, het is een planetaire prioriteit om mensen te helpen begrijpen hoe water werkt, zodat we kunnen zorgen voor duurzaam water voor ecosystemen en de samenleving.”
Het doel van de wetenschappers is om hun diagrammen online toegankelijk te maken – in geanimeerde en interactieve formaten, zelfs als videogames – en onderwijzers en anderen aan te moedigen om ze te gebruiken. “Met een paar aantrekkelijke en nauwkeurige diagrammen kunnen we in korte tijd een groot publiek bereiken”, aldus Abbott. “
Met de klimaatverandering die meer droogte en overstromingen aanwakkert, is “het opnemen van mensen in onze watercyclusdiagrammen niet alleen een onderwijsprobleem, het is een waterbeheer- en duurzaamheidsprobleem,” zei Abbott. “We hebben goede informatie nodig in de handen van waterbeheerders en gebruikers wereldwijd, zodat we het best mogelijke beleid kunnen uitvoeren…”
Hannah was het daarmee eens en wees erop dat de meeste huidige watercyclusdiagrammen voor het eerst verschenen in de jaren 1930, en sindsdien niet zijn veranderd. “Bijna een eeuw geleden waren de menselijke invloeden minder groot en werden ze minder goed begrepen,” zei hij. “Maar we hebben nu geen excuses meer om mensen en hun verschillende interacties met water niet mee te nemen in een veranderende wereld.”
Marlene Cimons schrijft voor Nexus Media, een gesyndiceerde nieuwszender over klimaat, energie, beleid, kunst en cultuur.