La gran mayoría de los recursos hidráulicos de la tierra consisten de agua salada. Solamente un 2.5% del agua de la tierra se compone de agua dulce. Aproximadamente un 70% del agua dulce del planeta se encuentra encerrada en el hielo de Groenlandia y la Antártida, dejando tan sólo un .7% en forma líquida en el planeta. De este .7%, aproximadamente un 87% es utilizado por el sector agrícola. Estos porcentajes demuestran el problema de la escasez de agua para la raza humana (la escasez equivale al acceso a menos de 1700 metros cúbicos por año por persona).

Figura 1: El acceso a recursos de agua potable (en inglés, 2000), según el Instituto de los Recursos Mundiales, en Washington, DC. En UNEP/GRID-Arendal Maps and Graphics Library. (http://maps.grida.no/go/graphic/freshwater-availability-groundwater-and-river-flow )
Un estudio general del manejo y la distribución del agua en el sector agrícola descubrió en el 2007 que al menos una de cada tres personas carece de agua. Aproximadamente una quinta parte de la población mundial, 1.2 billones de personas, habitan en zonas de escasez hidráulica ya sea natural o geográfica, mientras que alrededor de 1.6 billones de personas, lo equivalente a una cuarta parte de la población, se enfrenta a una escasez de agua gracias a una carencia económica (o bien, que no cuentan con la infraestructura necesaria para utilizar los recursos hidráulicos localizados en los ríos o acuíferos), como por ejemplo, la población en la mayoría de los países sub-desarrollados.
Hay cuatro factores principales que agravan el problema de la escasez del agua:
There are four main factors aggravating water scarcity:
La escasez del agua se convertirá cada vez en un problema más serio conforme las temperaturas globales aumenten y el cambio del clima continúe al mismo paso. Primeramente, la distribución de las lluvias o la precipitación es muy desigual en cuanto a su frecuencia. Por ejemplo, el Desierto del Atacama, en Chile, recibe una cantidad nula de agua, mientras que lugares en la India, como Mawsynram, Assam, recibe alrededor de 450 pulgadas de lluvias anuales. Si toda el agua potable del planeta de dividiera de manera equitativa, habría alrededor de 5000 ó 6000 metros cúbicos de agua disponibles para toda persona al año. Otro problema es el ritmo de la evaporación que varía de región a región, dependiendo de la temperatura y la humedad. Esto afecta a la cantidad de agua disponible para mantener los recursos subterráneos hidráulicos. Estos recursos continuarán disminuyendo gracias a la irrigación necesaria para la agricultura. Conforme continúe el cambio del clima, se tendrán temporadas de lluvia más breves pero de mayor intensidad, lo cual no penetrará hasta el subsuelo en donde se encuentran los depósitos de agua potable primordiales. También, con los aumentos de la temperatura, se espera que la evapotranspiración superficial aumentará (la evaporación así como la transpiración de las especies vegetales y de la tierra, perdiendo de manera veloz una mayor cantidad de agua).
Todo ciclo hidráulico comienza con la evaporación del agua de la superficie terrestre y de la superficie de los océanos, y continúa conforme el aire cargue al vapor de agua formando nubes (después del proceso de condensación) causando así las lluvias. El ciclo continúa cuando la precipitación o lluvia se absorbe por el subsuelo o viaja hasta llegar a los océanos (por lo general, por medio de los ríos que desembocan en el mar). Después de este trayecto, el ciclo continúa nuevamente. Para que los depósitos de humedad permanezcan llenos, o almacenen suficiente agua, se necesitará cierta cantidad de precipitación, así como cierta temperatura.
De acuerdo a un estudio en la Universidad de Oxford en Inglaterra, los cambios claves que afectarán a los ciclos hidráulicos se asocian con el aumento de gases de invernadero en la atmósfera, así como con los cambios del clima que éstos causan incluyendo:
La proyección de los cambios en la precipitación anual indica que los trópicos y las zonas en latitudes altas tendrán un aumento en precipitación, mientras que habrá una disminución en la precipitación en las zonas de los sub-trópicos, en especial en las zonas al borde de las áreas polares. Además, las variaciones de las latitudes probablemente afectarán a la distribución de los recursos hidráulicos. Ha habido ya una disminución de la precipitación en zonas entre 10 grados sur y 30 grados norte desde la década de los ochentas. Con el aumento de la intensidad de la precipitación, es probable que aumenten los riesgos en las regiones susceptibles a:
Todos estos factores muy probablemente impactarán a todo factor económico que determina al Producto Nacional Bruto, como la productividad agrícola, y el valor de áreas de la tierra así como el valor de zonas como áreas habitables. Adicionalmente, el calentamiento acelerará el ritmo de la deshidratación superficial (o la desertificación), dejando así menos agua a nivel superficial. Menos humedad en la superficie terrestre lleva a tener menos humedad que penetre hasta los niveles subterráneos terrestres en donde se encuentran los depósitos de agua dulce más importantes. En ciertos lugares, en donde ambos la precipitación y la humedad de la tierra disminuyan, las sequías aumentarán en la superficie y esto, asimismo, solo aumentará la escasez del agua.
A pesar de que el calcular cómo los cambios en los patrones de precipitación es aún una ciencia no exacta, al interpretar los datos históricos pluviales se concluye que por cada grado centígrado que aumenta la temperatura, la pérdida de humedad de la superficie aumenta un 4%. Por esta ecuación, podemos deducir que la pérdida del agua a causa de la evapotranspiración aumentará un 7.8% a nivel global hacia finales de este siglo. Por esto, hay regiones que estarán cada vez a más alto riesgo de inundaciones, por los desequilibrios de la evaporación y los aumentos de temperatura. Además, hay zonas ya muy vulnerables a sequías y escasez de agua porque carecen de depósitos hidráulicos subterráneos, lo cual causará aumentos de temperatura más severos, y, en un ciclo vicioso, llevará a la disminución de los depósitos de agua aún más. En zonas de peligro por su carencia de agua, cambios en los patrones de las lluvias y la precipitación muy probablemente reducirán el potencial para recargar los depósitos de agua superficial. La disponibilidad del agua irá empeorando gracias a varios factores, como la mala administración o el mal manejo de recursos, el abuso de recursos en ciertas poblaciones, o un aumento de las necesidades del sector agrícola para satisfacer las necesidades alimenticias de una población siempre en aumento.
En estudios recientes, se ha señalado que las zonas con clima muy seco constituyen hoy el doble que en la década de los setentas, mientras que el número de las regiones que se caracterizan por un clima muy húmedo continúa disminuyendo. En ciertas zonas más frágiles ya se ha visto una escasez de recursos hidráulicos. La precipitación en África occidental y el sur de Asia ha disminuido hasta 7.5 % entre los años 1900 y el 2005. La mayoría de los grandes desiertos del mundo, incluyendo al Desierto del Kalahari, el Desierto Australiano, el Desierto del Namib, el Desierto de Thar, el Desierto Arabe, el Desierto de la Patagonia, y el norte del desierto del Sahara, van a continuar teniendo menos precipitación y depósitos hidráulicos conforme la temperatura continúe en aumento. Adicionalmente, toda área árida así como semi-árida continuará viéndose afectada por más variaciones en los patrones climatológicos, variaciones extremosas en el clima, y sequías de mayor duración e intensidad, ya que el aumento de la temperatura afecta de modo directo al ciclo hidráulico natural.
La disminución de los recursos hidráulicos se ve directamente afectada por el aumento en la temperatura durante el invierno, y esto, por consecuencia, derrite los depósitos de nieve y hielo. Esto causa una pérdida seria de una gran parte de los depósitos de agua y asimismo, causa la disminución de agua disponible durante el verano. El agua que se obtiene de estos depósitos de hielo y nieve es esencial para satisfacer las necesidades de todo ser viviente en zonas montañosas o de latitud media y que dependen del desplazamiento glaciar para alimentar sus depósitos de agua superficial, así como a sus ríos.
Como consecuencia, estas áreas serán cada vez más susceptibles a la escasez de agua con el paso del tiempo, ya que conforme aumente la temperatura, se perderán más glaciares que almacenan agua y que abastecen los ríos durante el verano. Esta disminución de los depósitos glaciares ya comenzó a afectar directamente a una sexta parte de la población mundial, de acuerdo al Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (el IPCC, por sus siglas en inglés). Esta disminución en la cantidad de agua disponible ya se está observando en los Andes, y como resultado, el agua almacenada en los glaciares durante el invierno ya no ha sido suficiente para proveer suficiente agua durante el verano, ya que los glaciares en la cima de los Andes continúan en retroceso.
Comunidades andinas, como El Alto en Bolivia, ya han visto una reducción drástica en las aguas que se deslizan de los glaciares, ya que éstos están encogiéndose día con día, y por ésto, habrá cada vez menos y menos deslizamiento de agua.
Esto es un problema serio, ya que un tercio del agua potable depende de este deslizamiento de agua de los glaciares. Si se continúan perdiendo los glaciares al ritmo presente, habrá serias consecuencias a causa de un aumento en la escasez del agua, especialmente si se toma en cuenta que la población mundial continuará en aumento.
Los cuerpos de agua terrestre tienen una capacidad limitada para diluir o procesar todo agente contaminante que los centros urbanos en crecimiento, el sector agrícola, y las fábricas emiten. La degradación de la pureza del agua es una de las principales causas de la escasez de agua.
A pesar de que el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (el IPCC) anticipa que el calentamiento global de unos cuantos grados causará un aumento en la precipitación anual global a lo largo del siglo XXI, esta cifra no se debe de considerar como una garantía de que la cantidad de agua potable disponible a nivel mundial aumentará. Una de las razones principales es una disminución en la calidad o la pureza del agua es la contaminación del agua que se origina de los glaciares o de las lluvias (gracias a la contaminación del aire). Muchos de los contaminantes, a menudo comienzan en los depósitos de agua subterráneos o superficiales. Por el ciclo hidráulico, su distribución se extiende hasta incluso aparecer en las aguas pluviales. De forma similar, cuando las sequías continúan a largo plazo y ésto causa el agotamiento de las reservas de agua superficiales, el agua que permanece es por lo general de calidad muy inferior. Ésto se debe a que las aguas saladas o contaminadas se filtran dentro de los depósitos de agua potable. Conforme haya menos agua, habrá una concentración mayor de deshechos o efluentes que se podrán filtrar a los depósitos de agua potable.
La calidad o la pureza del agua se debe también al aumento de la temperatura del agua, ya que las aguas mas cálidas son más acogedoras para todo tipo de microbios o patógenos que pueden causar todo tipo de enfermedades a los seres humanos. Las altas temperaturas también alteran los ecosistemas, ya que muchas especies de flora y fauna son muy susceptibles a aumentos en la temperatura.
La salud o pureza de un cuerpo de agua, como los ríos, depende de su abilidad para auto-purificarse por medio de un proceso de biodegradación, que sin embargo se pierde si disminuye la presencia de oxígeno en el agua, cosa que ocurre conforme aumenta la temperatura, ya que entre más caliente se encuentre el agua, ésta será menos capaz de contener suficiente oxígeno. Como resultado, cuando las precipitaciones ocurren, los contaminantes se propagan por todos los depósitos hidráulicos implicando ciertos riesgos para la salud.
Para toda población que se encuentra en las costas, la calidad del agua se ve afectada por la intrusión de sal en los depósitos de agua dulce, lo cual resultará de una elevación de los niveles del mar (entre 14 centímetros y 44 centímetros hacia finales de este siglo) que asimismo causará una salinización en las zonas costeñas y en los estuarios. Ésto causará una disminución en la cantidad de agua potable disponible en las costas, lo cual es un problema serio, ya que las costas cuentan con una alta densidad demográfica.
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