NASA揭示人類活動對地球水循環的深遠影響
NASA 科學家發現,過去二十年,全球水循環發生了重大變化,這主要是由農業等人類活動所推動的。他們的研究結果表明,某些地區常見的水資源管理假設可能不再適用,這可能會對乾旱規劃和洪水管理產生深遠影響。

加州死亡谷國家公園谷底的乾裂泥土和鹽在雨後會變成一個反射池。圖片來源:NPS/Kurt Moses
NASA 科學家分析了近20 年的數據,發現全球水循環正在以前所未有的方式改變。這些變化主要是由農業等人類活動所推動的,可能會對生態系統和水資源管理方式產生重大影響,尤其是在某些地區。
「我們透過數據同化確定,人類對全球水循環的干預比我們想像的要大,」美國宇航局馬裡蘭州戈達德太空飛行中心的研究科學家、這項研究的合著者蘇傑·庫馬爾說,這篇研究發表在《美國國家科學院院刊》。
“这些变化具有全球影响。”这项研究的主要作者、美国宇航局戈达德研究科学家聂万树解释说,许多当前的水资源管理战略——例如建设防洪基础设施或开发干旱预警系统——都是基于水循环保持在可预测范围内的假设。“这可能对某些地区不再适用,我们希望这项研究能成为一张指南,帮助我们改进评估水资源变化和规划可持续资源管理的方式,特别是在这些变化最显著的地区。”
人類對水循環影響的一個例子是華北地區,那裡正在經歷持續的乾旱。但庫馬爾說,許多地區的植被繼續茂盛,部分原因是生產者繼續透過從地下水儲存中抽取更多水來灌溉土地。這種相互關聯的人類幹預往往會對其他水循環變數產生複雜的影響,例如蒸散量和徑流。
聶和她的同事們重點研究了三種不同類型的循環轉變或變化:第一,趨勢,例如地下水庫中的水量減少;第二,季節性轉變,例如典型的生長季節在一年中提前開始,或融雪提前;第三,極端事件的變化,例如「百年一遇的洪水」發生得更頻繁。
科學家們從幾個不同的NASA 衛星來源收集了2003 年至2020 年的遙感資料:全球降水測量任務衛星的降水資料、歐洲太空局氣候變遷倡議的土壤濕度資料集以及重力恢復和氣候實驗衛星的陸地水儲量數據。他們還使用了中分辨率成像光譜儀衛星儀器的產品來提供有關植被健康的資訊。
「這篇論文結合了我們團隊在開發衛星數據分析能力方面多年的努力,使我們能夠精確模擬全球大陸水通量和儲量,」NASA 戈達德研究科學家、論文合著者Augusto Getirana 說。
研究結果表明,用於模擬未來全球水循環的地球系統模型應該不斷發展,以整合人類活動的持續影響。聶說,有了更多的數據和改進的模型,生產者和水資源管理者就可以了解並有效規劃當地水資源狀況的「新常態」。
編譯自/ scitechdaily