精確測量地下水變化的新方法

2020-09-09 環境與發展智庫

圖片來自網絡

2020年7月15日，《地球和行星科學快報》（Earth and Planetary Science Letters）期刊發表《研究發現了一種新方法可以更精確的監測地下水儲量變化》的研究成果。來自波茨坦和美國俄亥俄州奧柏林的研究人員將GRACE和GRACE-FO衛星的重力場數據與其他測量方法進行了比較，調查了亞洲近250個流域的季節性儲水情況。

地下水儲存對農業和許多地區的飲用水供應都是至關重要的。這些儲存的水是由降水和滲水補充，反過來為河流和湖泊提供水源，並使河流在旱季流動。然而，地下水測量確是困難的，只能依靠點值（通過鑽孔和水井）或者依靠降水和徑流數據的計算。自2002年以來，出現了另一種測量地下水變化的方法：通過GRACE衛星（2002—2017年）和GRACE-FO（2018年）任務數據，根據地球重力場信號來確定地球內部和地球上的水量變化。但這種方法也有缺點。首先，由GRACE-FO衛星測量的質量變化並沒有說明質量所處的深度：湖泊表面是空的嗎？河流水位下降了嗎？還是水從深層排出？此外，GRACE-FO衛星提供幾萬平方公裡的較大區域的數據，目前還無法更精確地解析重力場數據。來自波茨坦和美國俄亥俄州奧柏林的研究人員展示了如何巧妙地結合不同的方法來獲得可靠的地下水數據，即使是小流域，並研究了亞洲近250個流域（幾乎覆蓋了整個亞洲）的季風降雨數據和季節性蓄水變化，每個區域的面積從一千平方公裡到一百萬平方公裡不等。研究發現降水和徑流（P-Q）的遲滯現象與GRACE任務的重力場數據有很強的相關性。根據這項研究，兩者都能很好地反映地下水的季節性變化。因此，P-Q數據和GRACE重力場數據的結合也可以用來記錄集水區的地下水量。

轉載本文請註明來源及作者：中國科學院蘭州文獻情報中心《資源環境科學動態監測快報》2020年第14期，吳秀平 編譯。

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