Nghiên cứu đầu tiên loại này kết hợp các quan sát vệ tinh của Trái Đất của NASA với dữ liệu về các hoạt động của con người để lập bản đồ – và tại sao – nước ngọt đang thay đổi trên toàn cầu
Bản đồ toàn cầu về nước ngọt được lưu trữ trên đất vào tháng 2 năm 2016 bằng cách sử dụng dữ liệu từ Thu hồi trọng lực và Thử nghiệm khí hậu. Nhà cung cấp hình ảnh: NASA
Một nghiên cứu dựa trên vệ tinh mới trên toàn cầu về phân bố nước ngọt của Trái đất đã phát hiện rằng các khu vực ẩm ướt của Trái đất đang trở nên ẩm ướt hơn, trong khi các khu vực khô trở nên khô hơn. Dữ liệu cho thấy mô hình này là do nhiều yếu tố, bao gồm thực hành quản lý nước của con người, biến đổi khí hậu do con người gây ra và các chu kỳ khí hậu tự nhiên.
Nhóm nghiên cứu do NASA dẫn đầu, bao gồm Hiroko Beaudoing, một chuyên gia khoa tại Trung tâm Khoa học Hệ thống Trái đất của Đại học Maryland (ESSIC), đã sử dụng 14 năm quan sát từ nhiệm vụ Khôi phục Trọng lực và Thử nghiệm Khí hậu (GRACE) để theo dõi xu hướng toàn cầu nước ngọt ở 34 khu vực trên thế giới.
Nghiên cứu được công bố trên số ra ngày 17 tháng 5 năm 2018 của tạp chí Nature , cũng kết hợp dữ liệu lượng mưa vệ tinh từ Dự án Khí hậu kết tủa toàn cầu do ESSIC dẫn đầu; Hình ảnh Landsat từ NASA và Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ; bản đồ thủy lợi; và công bố các báo cáo về các hoạt động của con người liên quan đến hoạt động nông nghiệp, khai thác mỏ và hồ chứa. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ năm 2002 đến năm 2016.
Matt Rodell, tác giả chính của bài báo và trưởng phòng thí nghiệm khoa học thủy văn tại Trung tâm chuyến bay vũ trụ Goddard của NASA cho biết: “Đây là lần đầu tiên chúng tôi đánh giá mức độ sẵn có của nước ngọt đang thay đổi ở khắp mọi nơi trên trái đất. “Mục tiêu chính là phân biệt sự thay đổi trong lưu trữ nước trên mặt đất do biến thiên tự nhiên – thời kỳ ẩm ướt và thời gian khô kết hợp với El Niño và La Niña, ví dụ – từ các xu hướng liên quan đến biến đổi khí hậu hoặc tác động của con người, như bơm nước ngầm ra khỏi một tầng chứa nước nhanh hơn nó được bổ sung. “
Nước ngọt có mặt trong các hồ, sông, đất, tuyết, nước ngầm và băng băng. Sự mất mát của nó trong các tảng băng ở các cực – do biến đổi khí hậu – có ý nghĩa cho sự gia tăng mực nước biển. Trên đất liền, nó là một trong những nguồn lực thiết yếu nhất của Trái đất để uống nước và tưới tiêu. Trong khi nguồn cung cấp nước của một số khu vực tương đối ổn định, một số khác thường tăng hoặc giảm. Nhưng nghiên cứu hiện tại cho thấy một mô hình mới và đau khổ.
“Những gì chúng tôi đang chứng kiến là sự thay đổi lớn về mặt thủy văn”, đồng tác giả James Famiglietti thuộc Phòng thí nghiệm phản lực của NASA cho biết. “Lần đầu tiên chúng ta thấy, một mô hình rất đặc biệt của những vùng đất ẩm ướt trên thế giới trở nên ẩm ướt hơn – đó là những vĩ độ cao và vùng nhiệt đới – và những khu vực khô ráo giữa việc lấy máy sấy. thấy nhiều điểm nóng phát sinh từ sự cạn kiệt nước ngầm. “
Famiglietti lưu ý rằng mặc dù mất nước ở một số vùng rõ ràng là do khí hậu ấm lên, chẳng hạn như băng tan chảy và sông băng trên núi cao, nó sẽ mất nhiều thời gian hơn trước khi các mô hình khác rõ ràng là do biến đổi khí hậu.
“Mô hình của ướt-nhận-ướt, khô-nhận-khô được dự đoán bởi Ban liên chính phủ về các mô hình biến đổi khí hậu cho cuối thế kỷ 21, nhưng chúng tôi sẽ cần một số liệu lâu hơn để có thể dứt khoát nói rằng khí hậu Thay đổi có trách nhiệm cho sự xuất hiện của một mô hình tương tự trong dữ liệu GRACE, “Famiglietti nói. “Tuy nhiên, quỹ đạo hiện tại chắc chắn là nguyên nhân gây lo ngại.”
Hai vệ tinh GRACE, được phóng vào năm 2002 như một nhiệm vụ chung với Trung tâm Không gian Đức (DLR), đã đo chính xác khoảng cách giữa hai vệ tinh để phát hiện những thay đổi trong trường trọng lực của trái đất gây ra bởi các chuyển động của khối lượng trên hành tinh bên dưới. Sử dụng phương pháp này, GRACE đã theo dõi các biến thể về lưu trữ nước trên mặt đất vào các khoảng thời gian hàng tháng đến hàng năm cho đến khi nhiệm vụ khoa học của nó kết thúc vào tháng 10 năm 2017.
Tuy nhiên, các quan sát vệ tinh GRACE một mình không thể nói với Beaudoing, Rodell, Famiglietti và các đồng nghiệp của họ những gì đã gây ra một xu hướng rõ ràng.
“Chúng tôi kiểm tra thông tin về lượng mưa, nông nghiệp và nước ngầm bơm để tìm một lời giải thích có thể cho các xu hướng ước tính từ GRACE,” Beaudoing, người cũng có một cuộc hẹn chung tại NASA Goddard nói.
Một trong những nguyên nhân chính gây ra sự cạn kiệt nước ngầm trên bảng là nông nghiệp, có thể phức tạp bởi các chu kỳ tự nhiên như đã thấy ở California, Famiglietti nói. Giảm nước ngọt do hạn hán nghiêm trọng từ năm 2007 đến năm 2015 đã bị thu hẹp bởi việc rút nước ngầm để hỗ trợ các trang trại ở Thung lũng Trung tâm của tiểu bang.
Tây Nam California mất 4 gigatons nước ngọt mỗi năm trong cùng thời kỳ. Một gigaton nước là tương đương với khối lượng nước trong 400.000 hồ bơi Olympic. Phần lớn nước ngọt của California có dạng mưa và tuyết thu thập ở Sierra Nevada dưới dạng tuyết và sau đó được quản lý thông qua một loạt các hồ chứa khi nó tan chảy. Khi các chu kỳ tự nhiên dẫn đến những năm khô, gây ra tuyết rơi và nước bề mặt bị suy giảm, mọi người dựa vào nước ngầm nhiều hơn.
Xu hướng giảm trong nước ngọt nhìn thấy ở Saudi Arabia cũng phản ánh áp lực nông nghiệp. Từ năm 2002 đến năm 2016, khu vực này đã mất 6,1 gigatons / năm nước ngầm được lưu trữ. Hình ảnh từ loạt vệ tinh Landsat cho thấy sự phát triển của đất nông nghiệp được tưới tiêu trong cảnh quan khô cằn từ năm 1987 đến nay, điều này giải thích sự suy giảm tăng lên.
Các chu kỳ tự nhiên của những năm mưa và khô cũng có thể gây ra một xu hướng trong bản ghi dữ liệu 14 năm không có khả năng tồn tại lâu dài, Rodell nói. Một ví dụ là lưu vực phía tây Zambezi và Đồng bằng sông Okavango, một hố tưới nước quan trọng cho động vật hoang dã ở miền bắc Botswana. Trong khu vực này, trữ lượng nước trên mặt đất tăng lên với tốc độ trung bình là 29 gigatons / năm từ năm 2002 đến 2016. Giai đoạn ẩm ướt này trong nhiệm vụ GRACE sau ít nhất hai thập kỷ khô. Rodell tin rằng đây là một trường hợp biến thiên tự nhiên xảy ra trong nhiều thập niên ở khu vực châu Phi này.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng sự kết hợp giữa áp lực tự nhiên và con người có thể dẫn đến các tình huống phức tạp ở một số vùng. Trước đây, những suy giảm nước không có giấy tờ đã xảy ra ở Tây Bắc Trung Quốc ở tỉnh Xin Giang. Khu vực này có diện tích khoảng Kansas, giáp với Kazakhstan về phía tây và sa mạc Taklamakan ở phía nam và bao gồm phần trung tâm của dãy núi Tiên Shan.
Rodell và các đồng nghiệp của ông đã cùng nhau ghép nhiều yếu tố để giải thích sự biến mất 5,5 gigatons nước lưu trữ trên cạn mỗi năm ở tỉnh Xin Giang. Lượng mưa ít hơn không phải là thủ phạm. Bổ sung nước mặt cũng xuất hiện từ các sông băng do biến đổi khí hậu làm tan chảy và bơm nước ngầm ra khỏi các mỏ than. Nhưng những bổ sung này đã được bù đắp nhiều hơn bởi sự suy giảm do sự gia tăng tiêu thụ nước cho tưới tiêu của đất trồng trọt và bốc hơi nước sông từ sàn sa mạc
Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180516162536.htm
