Advancing the generation of socio-economic scenarios in bottom-up vulnerability assessments

Water scarcity is widely observed in the 21st century and climate change and socio-economic changes will have an even severe impact on future water demand and deficits. Hence, policymakers need to plan timely adaptation options for addressing the projected vulnerabilities arising due to the variability in climate and society. Traditionally, top-down approaches have been used to design adaptation strategies for alternative scenarios defined at the global scale. In this study, a bottom-up approach is instead adopted in order to better characterize the local risks in the management of water systems. Notably, the generation of projected socio-economic drivers is improved to capture the interdependencies of climate and socioeconomics to project future water demands. Moreover, the generated scenarios are compared with the top-down projections from the Global Climate Assessment Model (GCAM). The Red River basin in northern Vietnam is used as a case study, where the growing demand for aquaculture and migration due to urbanization are expected to represent a major challenge for the future operation of the multipurpose reservoir network. The simulations of the system operation over a broad ensemble of interdependent climatic and socio-economic scenarios show that in most of the scenarios we can expect a decline in performance when compared to the historical one, particularly in terms of supply deficit. The comparison between local and global scenarios shows how the latter tend to underestimate the future water demand as GCAM does not accurately reproduce all water users in the Red River basin, ultimately demonstrating the need of better connecting global and local scale studies.

La scarsità d'acqua è ampiamente osservata nel 21° secolo e il cambiamento climatico e i cambiamenti socio-economici avranno un impatto anche grave sulla domanda e sui deficit idrici futuri. Pertanto, i responsabili delle politiche devono pianificare opzioni di adattamento tempestive per affrontare le previste vulnerabilità derivanti dalla variabilità del clima e della società. Tradizionalmente, gli approcci top-down sono stati utilizzati per progettare strategie di adattamento per scenari alternativi definiti su scala globale. In questo studio viene invece adottato un approccio dal basso verso l'alto al fine di caratterizzare meglio i rischi locali nella gestione dei sistemi idrici. In particolare, la generazione di driver socioeconomici previsti è migliorata per catturare le interdipendenze del clima e socioeconomiche per proiettare le future richieste di acqua. Inoltre, gli scenari generati vengono confrontati con le proiezioni top-down del Global Climate Assessment Model (GCAM). Il bacino del Red River nel nord del Vietnam è utilizzato come caso di studio, dove si prevede che la crescente domanda di acquacoltura e migrazione dovuta all'urbanizzazione rappresenti una sfida importante per il futuro funzionamento della rete di bacini multiuso. Le simulazioni del funzionamento del sistema su un ampio insieme di scenari climatici e socio-economici interdipendenti mostrano che nella maggior parte degli scenari ci si può aspettare un calo delle prestazioni rispetto a quello storico, in particolare in termini di deficit di offerta. Il confronto tra scenari locali e globali mostra come questi ultimi tendano a sottovalutare la futura domanda idrica in quanto GCAM non riproduce accuratamente tutti gli utenti dell'acqua nel bacino del Red River, dimostrando in definitiva la necessità di collegare meglio gli studi a scala globale e locale.