Preface to Stable isotopes in hydrological studies in the tropics: ecohydrological perspectives in a changing climate

Abstract

Tropical regions (comprised between the Tropics of Cancer and Capricorn, 23.5°N to 23.5°S) cover approximately 36% of the Earth's landmass. They are home to 40% of the world's population, which is projected to increase over 50% by 2030 (State of the Tropics, 2014). During the last decade diverse scientific disciplines, environmental institutions, governments, and stakeholders have increased awareness of the importance of current tropical climate variability and the associated ecohydrological and societal responses (González, Georgescu, Lemos, Hosannah, & Niyogi, 2017; Wright et al., 2018). On the basis of the premise that warming‐related changes in regional and global circulation patterns will affect tropical precipitation (Chou & Neelin, 2004) and may lead to an intensification of extreme events (i.e., an increase in tropical cyclone intensities, unprecedented floods, and severe droughts; Meehl et al., 2000; Walsh et al., 2016), risk management and water resources management in the tropics represent a major challenge (Seneviratne et al., 2012). The global distribution of rainfall depicts maximum values in the tropics, where the incoming solar radiation peaks and the largest concentration of atmospheric water vapour is observed at a deeper tropopause. However, as the tropical belt is mostly covered with oceans, precipitation is not easy to monitor. Tropical ecohydrological conditions are usually under the influence of complex land–ocean– atmosphere interactions (Esquivel‐Hernández, Sánchez‐Murillo, Birkel, Good, & Boll, 2017; Wilcox & Asbjornsen, 2018) that produce a dynamic cycling of mass and energy composed of water vapour mixing ratio distributions, cloud formation mechanisms, precipitation and convergence, ecohydrological connectivity and services, groundwater recharge processes in complex aquifers, runoff generation, rapid land use changes, and vegetation dynamics.

Las regiones tropicales (comprendidas entre los Trópicos de Cáncer y Capricornio, 23,5 ° N a 23,5 ° S) cubren aproximadamente el 36% de la masa terrestre de la Tierra. Albergan al 40% de la población mundial, que se prevé que aumente más del 50% para 2030 (State of the Tropics, 2014). Durante la última década, diversas disciplinas científicas, instituciones ambientales, gobiernos y partes interesadas han aumentado la conciencia de la importancia de la variabilidad climática tropical actual y las respuestas ecohidrológicas y sociales asociadas (González, Georgescu, Lemos, Hosannah y Niyogi, 2017; Wright et al. ., 2018). Sobre la base de la premisa de que los cambios relacionados con el calentamiento en los patrones de circulación regionales y globales afectarán las precipitaciones tropicales (Chou y Neelin, 2004) y pueden conducir a una intensificación de los eventos extremos (es decir, un aumento en la intensidad de los ciclones tropicales, inundaciones sin precedentes, y sequías severas; Meehl et al., 2000; Walsh et al., 2016), la gestión de riesgos y la gestión de los recursos hídricos en los trópicos representan un desafío importante (Seneviratne et al., 2012). La distribución global de la lluvia representa los valores máximos en los trópicos, donde la radiación solar entrante alcanza su punto máximo y la mayor concentración de vapor de agua atmosférico se observa en una tropopausa más profunda. Sin embargo, como el cinturón tropical está cubierto principalmente por océanos, la precipitación no es fácil de monitorear. Las condiciones ecohidrológicas tropicales suelen estar bajo la influencia de interacciones complejas tierra-océano-atmósfera (Esquivel ‐ Hernández, Sánchez ‐ Murillo, Birkel, Good, & Boll, 2017; Wilcox & Asbjornsen, 2018) que producen un ciclo dinámico de masa y energía compuestas de distribuciones de proporciones de mezcla de vapor de agua, mecanismos de formación de nubes, precipitación y convergencia, conectividad y servicios ecohidrológicos, procesos de recarga de aguas subterráneas en acuíferos complejos, generación de escorrentías, cambios rápidos de uso de la tierra y dinámica de la vegetación.