卫星揭示了更好的水资源管理之路

在距离地球表面约200英里的地方，两颗卫星围绕地球运行，它们之间的距离总是在106到193英里之间。虽然这对双胞胎——名为重力恢复和气候实验(GRACE)——生活在太空中，但它们在管理地面自然资源方面提供了无价的帮助。

GRACE创造了一幅独特的画面地下水位的变化环绕地球飞行了11年这些信息已经在帮助加利福尼亚州、底格里斯河-幼发拉底河盆地和世界上其他几个地方的水资源使用者和决策者管理稀缺的地下水资源。它也提供了一个卫星和遥感如何重塑水世界的例子。

“GRACE和其他类似的卫星项目正在为水资源管理开辟新领域，”该项目的主管贝琪·奥托(Betsy Otto)说WRI渡槽工程．

银行账户没有余额

约26%的淡水被提取根据美国地质调查局(USGS)的数据，美国每天都有来自地下水的污染。这个数字因地区和国家而异，但是groundwater-storing含水层是世界各地饮用水的重要来源和抗旱的主要缓冲区，在湖泊和水库等地表水源枯竭时提供更稳定的供应。但在世界上的许多地方，关于一个特定的含水层含有多少水的信息很少或根本没有公开。很难知道人们抽走了多少水，也不知道这与补充水量有什么关系。

即使在加州这样的发达国家，土地所有者也可以在没有任何报告或计量的情况下抽取地下水。在私人土地上，业主只支付水泵的电费，而不支付他们消耗的水。当然，世界各地的具体情况都在变化，但对地下水位和可持续开采速率的无知是共同的分母。

该机构的政策研究员凯特·沃斯(Kate Voss)说:“这就像从你的银行账户里取钱，却不知道你的银行账户里有多少钱。加州大学水文模拟中心加州大学欧文分校(UCCHM)“这真是一个可怕的前景。”

利用卫星提供透明度和更好的数据

这就是GRACE发挥作用的地方。

当卫星绕地球轨道运行时，一颗比另一颗超前106到193英里，它们不断地以令人难以置信的准确性监测两颗卫星之间的距离。第一颗卫星上下移动取决于它下面地球上的质量。它下面的质量越大，卫星受到的引力就越大，它向下移动的距离也就越远。

水的重量特别重，因此含水丰富的含水层的耗损将导致质量损失，从而减少重力对卫星的牵引，使它们漂移到离地球更远一点的地方。GRACE卫星的微小移动(PDF)即使只有人类头发丝的十分之一宽，也能被探测到。研究人员通过监测卫星之间每月变化的距离，建立了一个精确的地下水储存变化数据库。

这些卫星提供了透明度和必要的数据，可以弥补对世界各地水资源缺乏实地监测的不足。例如，2007年，中东的底格里斯河-幼发拉底河流域经历了严重的干旱，GRACE卫星探测到伊拉克北部的地下水水位正在下降。研究人员了解到，土耳其发达的运河和水库基础设施可以储存足够的水，在干旱期间维持作物产量，但叙利亚和伊拉克没有这样的基础设施。他们的农民被迫抽取地下水。

2007年后，叙利亚和伊拉克的农业产量大幅下降。上游用户土耳其拒绝向邻国释放更多的水，水资源的压力变得如此严重，以至于一些农民放弃了他们的土地，迁移到巴格达。截至今年，该地区已经地下水消耗速度第二快在地球上仅次于印度。

Voss说，土耳其的研究人员有时会以安全为由拒绝公布他们与水有关的数据。但是，GRACE遥感技术绕过了许多国家不愿公布其数据的障碍。

“跨界河流流域的水必须得到有效、公平和可持续的管理，”世界水资源研究所渡槽项目高级助理查尔斯·冰岛(Charles Iceland)说。“没有数据的公开和透明，这是不可能的。”

利用数据建立更好的水资源管理

GRACE和其他类似的卫星系统在关注全球水风险方面取得了显著进展。在加州，自2010年以来，这些数据和相关研究帮助为联邦、州和地方的复杂政策讨论提供了信息。更好的水管理解决方案的下一步是将这些信息融入环境，并将其转化为用户友好的在线工具。

为此,WRI的渡槽团队将与由加州大学欧文分校地球系统科学教授、UCCHM主任Jay Famiglietti领导的GRACE研究人员合作。在过去的15年里，费明力提和他的团队率先使用GRACE来跟踪含水层储量的变化。在接下来的一年里，WRI将与Famiglietti和UCCHM合作，将这一新的地下水数据纳入渡槽的交互式水地图和全球水风险评估工具。

沃斯说:“你将(像GRACE)这样的东西与渡槽连接起来，将水文数据与其他指标和社会经济因素结合起来，我认为它会成为一个非常强大的工具。”“它成为水资源管理者和政治家开始采取行动的杠杆。”

奥托说:“我们将利用这些非常有趣的关于地下水枯竭的卫星数据，将其转化为高架渠平台上的地图，以便于理解，并与世界分享。”“当你能把某件事形象化时，就很难忽视它了。”

本文最初发表于世界资源研究所．

卫星图像由lexaarts via在上面．