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Drought is a prominent feature of Hawaiʻi’s climate. However, it has been over 30 years since the last comprehensive meteorological drought analysis, and recent drying trends have emphasized the need to better understand drought dynamics and multi-sector effects in Hawaiʻi. Here, we provide a comprehensive synthesis of past drought effects in Hawaiʻi that we integrate with geospatial analysis of drought characteristics using a newly developed 100-year (1920–2019) gridded Standardized Precipitation Index (SPI) dataset. The synthesis examines past droughts classified into five categories: Meteorological, agricultural, hydrological, ecological, and socioeconomic drought. Results show that drought duration and magnitude have increased significantly, consistent with trends found in other Pacific Islands. We found that most droughts were associated with El Niño events, and the two worst droughts of the past century were multi-year events occurring in 1998–2002 and 2007–2014. The former event was most severe on the islands of O’ahu and Kaua’i while the latter event was most severe on Hawaiʻi Island. Within islands, we found different spatial patterns depending on leeward versus windward contrasts. Droughts have resulted in over $80 million in agricultural relief since 1996 and have increased wildfire risk, especially during El Niño years. In addition to providing the historical context needed to better understand future drought projections and to develop effective policies and management strategies to protect natural, cultural, hydrological, and agricultural resources, this work provides a framework for conducting drought analyses in other tropical island systems, especially those with a complex topography and strong climatic gradients. 

Resumo As iniciativas para a sustentabilidade das águas subterrâneas, incluindo o rendimento sustentável e as políticas de proteção das bacias hidrográficas, estão crescendo globalmente em resposta às mudanças climáticas e ao aumento da demanda humana por águas subterrâneas. Uma melhor compreensão dos impactos da gestão das bacias hidrográficas no rendimento e nos custos de gestão das águas subterrâneas—especialmente no contexto mais amplo da mudança climática e de uso da terra—é fundamental para subsidiar essas iniciativas e facilitar a gestão integrada do território e da água. Este estudo desenvolve uma nova estrutura de serviços ecossistêmicos hidrológicos de águas subterrâneas, espacialmente explícita, ligando cenários de uso da terra definidos pelas partes interessadas, uma otimização da simulação de águas subterrâneas e avaliação econômica, e a aplica ao aquífero mais utilizado do Havaí (EUA). As estimativas de rendimento sustentável e as diferenças resultantes em custos de reposição são estimadas para seis cenários de uso da terra (com níveis variáveis de desenvolvimento urbano e gestão de bacias hidrográficas) cruzados com dois cenários de demanda de água em um contexto de um clima seco futuro (via de concentração representativa [RCP] 8.5 meio-século). A dinâmica do uso da terra é considerada um fator importante, embora menos significativo, de recarga de águas subterrâneas do que a mudança climática. O grau de proteção da bacia hidrográfica, através da prevenção da disseminação de espécies vegetais invasoras não nativas de alto uso de água, é projetado para ser um sinal muito mais forte de alteração da dinâmica do uso da terra do que o desenvolvimento urbano. Especificamente, a proteção florestal completa aumenta o rendimento sustentável em 7–11% (30–45 milhões de litros por dia) e diminui substancialmente os custos de tratamento em comparação com a ausência de proteção florestal. Coletivamente, este documento demonstra o valor hidrológico e econômico da proteção de bacias hidrográficas em um contexto de um clima seco no futuro, fornecendo insights para políticas e gerenciamento integrado da terra e da água no Havaí e em outras regiões, particularmente onde as invasões de espécies ameaçam as bacias hidrográficas de origem.