Ben Abbott och David Hannah anser att vattencykeldiagrammen – som visar hur vattnet cirkulerar på jorden – är hopplöst föråldrade eftersom de inte visar människans störande inflytande. ”Det är som om de är fast i 1600-talet när människans vattenavtryck var försumbart”, säger Abbott, ekosystemekolog vid Brigham Young University. ”Det är som om ett diagram över människokroppen inte visar cirkulationssystemet – det är inte bara en förenkling, det är ett utelämnande som gör det omöjligt att förstå hur systemet fungerar.”
Som forskare var detta frustrerande – Hannah studerar hydrologi och klimat vid University of Birmingham – men som föräldrar var det också personligt. ”Förra året kom min dotter i fjärde klass hem en dag och sjöng en sång om vattencykeln”, minns Abbott. ”Hennes lärare hade visat en YouTube-video i klassen som lärde ut grundläggande terminologi. Det är den mest sedda videon om vattnets kretslopp, med över 11 miljoner visningar, och den visar allt som är fel med de nuvarande beskrivningarna av vattnets kretslopp.”
Videon betonar de vertikala aspekterna av vattnets kretslopp, samtidigt som den utesluter den tidsmässiga variabiliteten – förändringar i kvantiteten över tiden – samt långväga växelverkan mellan havs- och landytor och vattnets kretslopp, och ”det mest flagranta är att den inte visar någon mänsklig växelverkan med vatten”, säger Abbott och tillägger: ”För att vara rättvis så finns det en flicka som dansar till takten vid ett tillfälle, men det finns inga tecken på att människor har omformat vatten under 2000-talet.”
För några år sedan, när Hannahs äldsta dotter gick i trean, gjorde hon en färgglad teckning av vattnets kretslopp där det inte syntes något land, utan bara havet. ”Hon var så nöjd med sitt konstverk, och det var jag också, att hon sa att hon hade ägnat dagen åt att göra det jag gjorde på jobbet”, säger Hannah. ”Jag vågade inte säga att jag huvudsakligen arbetar med hydrologiska processer på land som saknades i hennes superillustration.”
Den globala vattencykeln representerar hur vatten rör sig över, på och under jordens yta, områden som inkluderar land, atmosfär, floder och hav. Processerna i kretsloppet omfattar avdunstning, kondensation, nederbörd, infiltration, avrinning på ytan eller flöde under ytan, och tar sig olika former – regn, is och ånga.
”Den globala vattenmassan är ganska konstant över tiden, men fördelningen av vattnet till snö, is, grundvatten, mark och atmosfär varierar över tid och rum, beroende på ett brett spektrum av kontroller och processer i klimatet och i avrinningsområden”, säger Hannah.
Ett exakt diagram – som används flitigt inom utbildning, forskning och på andra ställen – är viktigt eftersom klimatförändringarna fortsätter att leda till viktiga förändringar i vattencykeln. När världen värms upp avdunstar mer vatten från både land och hav, och en varmare atmosfär kan hålla kvar mer vatten. Detta ger kraftigare nederbörd på vissa platser och långvarig torka på andra. Det påverkar också hur mycket vatten som finns tillgängligt som resurs.
Vetenskapsmännen, som samarbetade med forskare vid Michigan State University och i Frankrike, Sverige, Kanada och Schweiz, undersökte i vilken utsträckning de nuvarande vattencykeldiagrammen var föråldrade och tog fram en ny version som återspeglar människans inverkan.
I deras förslag till uppdaterat vattencykeldiagram ingår element som visar resultaten av mänsklig påverkan, bland annat havsnivåhöjning, smältande istäcken, översvämningar, torka och andra extrema väderförhållanden, utbredning av ”döda zoner” i haven och föroreningar från jordbruk och industri. Deras studie publiceras i tidskriften Nature Geoscience.
”Vattencykeln är en ikon för hydrologi och miljösystemtänkande”, säger Hannah. ”Vår förmåga att säkerställa tillräckligt med vatten för samhället och miljön är beroende av en korrekt beskrivning av vattencykeln… Brister i diagrammen har potential att underminera dem som utbildningsverktyg och kan leda till ett felaktigt förvaltningstänkande…”
Forskarna samlade först in alla tillgängliga studier om den globala vattencykeln för att få en uppfattning om hur mycket vatten det finns på jorden och hur det rör sig. ”Vi sammanställde denna information från mer än 80 studier och jämförde den med diagram som vi samlade in från läroböcker, vetenskapliga artiklar och onlinekällor”, förklarade Abbott. ”Vi gick igenom varje bild i detalj och skrev ner mer än 50 olika egenskaper som havets storlek jämfört med land, förekomsten eller frånvaron av människor och vilka typer av bassänger och flöden som visades.”
Den stora majoriteten av de diagram som de granskade – 85 procent – visade ingen mänsklig inblandning alls, medan endast 2 procent av bilderna nämnde klimatförändringar eller vattenföroreningar, enligt studien.
Diagram används ofta för att förmedla viktig information till allmänheten i ett lättförståeligt visuellt format, till exempel med riktlinjer för dietmat. Till skillnad från matbilderna, som har genomgått många revideringar i takt med att kostkunskapen har utvecklats med tiden, har vattencykeldiagrammen förblivit oförändrade. De flesta teckningar av kväve- och kolcyklerna, till exempel, innehåller till skillnad från vattencyklerna redan den mänskliga dimensionen, sade Abbott. ”Vi vet att det inte kommer att lösa den globala vattenkrisen att fixa diagram över vattencykeln”, sade han. ”Men dessa diagram ger ett fönster till hur olika forsknings-, utbildnings- och förvaltningsgrupper förstår vattencykeln. Den bild som de målar upp är ganska långt ifrån verkligheten.”
Vattencykeln lär ut viktiga vetenskapliga begrepp, ”bland annat hur materia inte kan skapas eller förstöras, hur allting hänger ihop i ekologiska system och hur mänsklig verksamhet kan påverka jordens livsuppehållande system”, sade Abbott. ”Varje del av samhället är beroende av vatten, så att förstå varifrån det kommer och vad som avgör om det är tillgängligt för användning är avgörande för att säkerställa vatten för samhället och ekosystemen.”
”Eftersom många av oss inte personligen ser den fulla omfattningen av klimatförändringarna och vattenföroreningarna är dessa diagram ett viktigt sätt att utöka vår medvetenhet om omfattningen av människans modifiering av jordens system”, tillade han. ”Detta är inte bara ett akademiskt problem, det är en planetarisk prioritering att hjälpa människor att förstå hur vatten fungerar så att vi kan säkerställa hållbart vatten för ekosystem och samhälle.”
Forskarnas mål är att göra sina diagram tillgängliga online – i animerade och interaktiva format, till och med som videospel – och uppmuntra lärare och andra att använda dem. ”Några få, attraktiva och korrekta diagram skulle kunna nå en stor publik på kort tid”, säger Abbott. ”Vi måste öka vattenkunskapen på alla nivåer i samhället.”
Med tanke på att klimatförändringarna leder till mer torka och översvämningar är det inte bara ett utbildningsproblem att inkludera människor i våra vattencykeldiagram, utan också ett problem för vattenförvaltning och hållbarhet”, sade Abbott. ”Vi behöver bra information i händerna på vattenförvaltare och användare över hela världen så att vi kan genomföra bästa möjliga politik…”
Hannah höll med och påpekade att de flesta nuvarande vattencykeldiagrammen dök upp för första gången på 1930-talet och att de inte har ändrats sedan dess. ”För nästan hundra år sedan var den mänskliga påverkan mindre omfattande och mindre känd”, sade han. ”Men vi har inga ursäkter nu för att inte inkludera människor och deras olika interaktioner med vatten i en föränderlig värld.”
Marlene Cimons skriver för Nexus Media, en syndikerad nyhetsbyrå som täcker klimat, energi, politik, konst och kultur.