On climate change, hydrological extremes and water security in a globalized world
Authors: Szöllősi-Nagy András 
Published: April 2022

Summary. There is growing empirical evidence that the length of the
return periods of extreme hydrological events, such as floods and droughts, is
decreasing, i.e. the frequency, or the probability of extreme events, is
increasing yielding more frequent disasters at both ends of the hydrological
spectrum. Furthermore, it is observed that the 100-year flood occurs nowadays
every 20 years or so in many parts of the world. Together with the
ever-increasing world population these drivers cause a decreased water security.
Also, the question of what caused the change in the hydrological cycle that
seems to accelerate or intensify is being asked? Some argue that it is basically
due to the large planetary cycles, such as the Milanković-Bacsák cycle, while
others attribute it to the increasing green house concentration ever since the
industrial revolution. However, the acceleration of the hydrological cycle has
been observed quite recently at a decadal time scale, which is by orders of
magnitude much smaller when compared to geological time scales of the MB-cycle.
The hypothesis that is being tested, and has already yielded quite important
affirmative answers, is that the intensification of the hydrological cycle is
due to anthropogenic changes observable since the industrial revolution. On the
one hand, new design methodologies and standards are needed to properly take
into account the non-stationarity of hydrological processes as the current
design methodologies, such as the concept of T-year design floods, developed
under the hypothesis of stationary hydrological processes, is not valid anymore.
On the other hand, these global drivers might lead to some serious reductions in
water security if not to water conflicts. Both mitigation and adaptation
measures are equally needed. It is argued that the re-examination of some of the
structural measures, such as the need for more water storage, is necessary at
all scales.
Összefoglalás. A cikk a vízbiztonság szempontjából áttekinti a
vízgazdálkodás jelenlegi főbb globális kihívásait és a lehetséges megoldások
körvonalait, ideértve az ENSZ Fenntartható Fejlesztési Céljait (SDG). A globális
népességdinamikai előrejelzések és a várható klímaváltozás tükrében a jelenlegi
vízgazdálkodási gyakorlat nem tartható fenn a XXI. században, ami a vízbiztonság
csökkenését, illetve súlyos konfliktusok kialakulását eredményezheti. Ezért
paradigmaváltás szükséges. A víz a XXI. század egyik legnagyobb, ha nem a
legnagyobb kihívása lesz. A XX. századi népességrobbanás következtében – amikor
is egy évszázad alatt a Föld népessége 2 milliárdról 6 milliárdra
háromszorozódott, miközben a vízkivételek globálisan meghatszorozódtak – az egy
főre jutó éves vízkészlet 1975 óta drámain lecsökkent: 12 000
m3/fő/évről a mostani 5000 m3/fő/év vízmennyiségre. A
vízkészletek csökkenésére azonban nem lehet olyan lineáris előrejelzést adni,
mely szerint a következő 35 éven belül az emberiség „kifut” vízkészletéből,
hiszen a hidrológiai ciklus állandóan megújítja a vízkészleteket, ám
kétségtelen, hogy további csökkenés várható. Ma a Föld édesvízkészlete épp
annyi, mint a holocén klímaoptimum idején volt. Ugyanakkor a felhasználók száma
háromszoros exponencialitással növekedett, bár már felismerhetően egy
logisztikai görbe felé tart, és a száz év múlva várható 12 milliárdos népesség
eléri azt az aszimptotát, ami a fenntarthatóság határa. Azt meghaladva (humán és
ökológiai) rendszereink irreverzibilis állapotba kerülnek, és gyorsuló
sebességgel az összeesés felé tartanak. A vízkészletek egy főre jutó csökkenése
elsősorban a fejlődő országokban jelentősen növelheti a vízkészletekkel
kapcsolatos konfliktuspotenciált, mivel a klímaváltozás primer módon a víz által
manifesztálódik. A szélsőségek előfordulási valószínűsége várhatóan tovább
növekszik, azaz több árvíz várható, ám ugyanakkor az aszályosság mértéke térben
és időben is növekedni fog. A távérzékelés és a számítási korlátok voltaképpeni
megszűnése azonban új lehetőségeket nyitott a numerikus hidrológiai
modellezésben a lokálistól a globális szintig a Big Data algoritmusok, a
mesterséges intelligencia és a blokklánc-technológiák alkalmazásával. A
digitális technológiák teljesen új lehetőségeket teremtenek. Globális változás
és adaptáció szükséges a vízgazdálkodás minden szintjén, az integrált
vízgazdálkodástól kezdve az intézményes felépítésen át az oktatásig és
kutatásig. A megállapítás egyaránt érvényes a fejlődő és az iparosodott
országokra. Különösen érvényes ez Magyarországot illetően, ahol az elmúlt
évtizedek a dezintegrált vízgazdálkodási intézmények sajnálatos példáját
mutatták.