卫星揭示了更好的水资源管理之路

大约200英里的地球表面，两个卫星圈出行星，始终在106到193英里之间。但是，虽然这些双胞胎 - 叫做重力恢复和气候实验（Grace） - 生活在太空中，他们在管理地面管理自然资源方面提供宝贵的帮助。

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的Aqueduct项目．

银行账户没有余额

大约26%的淡水被提取根据美国地质调查（USGS），每天都来自地下水。这个数字在不同的地区和国家变化，但是groundwater-storing含水层是饮用水和世界各地干旱的主要缓冲区的重要来源，当湖泊和水库耗尽时，提供更稳定的供应。但在世界的许多地方，很少或没有任何信息被公开提供给定含水层的水量。很难知道人们撤回多少水资源或如何涉及补货费用。

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。

水恰好是特别沉重的，因此富含水的含水层会耗尽会造成大规模损失，将减轻卫星在卫星上的重力，让它们偏离地球的微小一点。Grace卫星的小运动（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。”

使用数据构建更好的水管理

恩典和其他卫星系统，如它在聚焦的全球水风险方面取得了显着进展。在加利福尼亚州，数据和相关研究有助于自2010年以来提供复杂的联邦，州和地方政策讨论。下一步更好的水管理解决方案是对象化和将这些信息转化为用户友好的在线工具。

到那最后，WRI的渡槽团队将与Grace Maviglietti领导的Grace研究人员合作，由UC Irvine和UCCHM主任地球系统科学教授。在过去的15年里，Famiglietti和他的团队已经开创了使用Grace以跟踪变化的含水层存储水平的方法。在明年，WRI将与Famiglietti和UCCHM合作，将这种新的地下水数据纳入渡槽的互动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 viaShutterstock.．