حجم الخط:
تحديث في: الجمعة، 14 ديسمبر 2018
قضايا التنمية

ناسا الأقمار الصناعية تكشف التحولات الرئيسية في المياه العذبة العالمية

في أول دراسة من نوعها ، جمع العلماء مجموعة من الملاحظات الساتلية للأرض التابعة لناسا عن الأرض مع بيانات عن الأنشطة البشرية لتعيين المواقع التي تتغير فيها المياه العذبة حول العالم ولتحديد السبب.

ووجدت الدراسة التي نشرت يوم الأربعاء في دورية "نيتشر" أن الأرض في الأراضي الرطبة أصبحت أكثر رطوبة ، وأن المناطق الجافة أصبحت أكثر جفافا بسبب مجموعة متنوعة من العوامل ، بما في ذلك إدارة المياه البشرية وتغير المناخ والدورات الطبيعية.

استخدم فريق بقيادة مات رودل من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ميريلاند سنوات 14 من الملاحظات من تجربة الجاذبية والتجربة المناخية بقيادة الولايات المتحدة وألمانيا (جريس) مهمة المركبة الفضائية لتتبع الاتجاهات العالمية في المياه العذبة في مناطق 34 في جميع أنحاء العالم. لفهم سبب ظهور هذه الاتجاهات ، احتاجوا إلى سحب بيانات هطول الأمطار عن طريق الأقمار الصناعية من مشروع علم المناخ العالمي للطرز ، NASA / US Geological Survey لاندسات الصور ، وخرائط الري ، والتقارير المنشورة عن الأنشطة البشرية المتعلقة بالزراعة والتعدين وعمليات الخزان. فقط من خلال تحليل مجموعات البيانات المجمعة كان العلماء قادرين على فهم كامل لأسباب تغيرات المياه العذبة على الأرض وكذلك أحجام تلك الاتجاهات.

"هذه هي المرة الأولى التي استخدمنا فيها الملاحظات من سواتل متعددة في تقييم شامل لكيفية تغير توافر المياه العذبة ، في كل مكان على الأرض" ، قال رودل. "كان أحد الأهداف الرئيسية هو التمييز بين التحولات في تخزين المياه الأرضية الناجمة عن التقلبات الطبيعية - الفترات المبتلة والفترات الجافة المرتبطة بالنينيو والنينيا ، على سبيل المثال - من الاتجاهات المتعلقة بتغير المناخ أو الآثار البشرية ، مثل ضخ المياه الجوفية من طبقة المياه الجوفية أسرع من إعادة ملئه. "

توجد المياه العذبة في البحيرات والأنهار والتربة والثلوج والمياه الجوفية والجليد. فقدان المياه العذبة من الصفائح الجليدية في القطبين - التي تعزى إلى تغير المناخ - لها آثار على ارتفاع مستوى سطح البحر. على الأرض ، تعتبر المياه العذبة واحدة من أهم موارد الأرض ، لمياه الشرب والزراعة. في حين أن إمدادات المياه في بعض المناطق مستقرة نسبيا ، شهدت دول أخرى زيادات أو نقصان.

"What we are witnessing is major hydrologic change," said co-author Jay Famiglietti of NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, California. "We see a distinctive pattern of the wet land areas of the world getting wetter – those are the high latitudes and the tropics – and the dry areas in between getting dryer. Embedded within the dry areas we see multiple hotspots resulting from groundwater depletion."

وأشار Famiglietti أنه في حين أن فقدان المياه في بعض المناطق ، مثل الصفائح الجليدية الذائبة والأنهار الجليدية في جبال الألب ، مدفوعة بوضوح من خلال ارتفاع درجة حرارة المناخ ، فإنه سيتطلب المزيد من الوقت والبيانات لتحديد القوى الدافعة وراء الأنماط الأخرى لتغير المياه العذبة.

"يتوقع نموذج الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ نمط التجميع المبتل الرطب والجفاف خلال بقية القرن 21st ، لكننا سنحتاج إلى مجموعة بيانات أطول بكثير لنكون قادرين على القول بشكل قاطع إن كان المناخ التغيير هو المسؤول عن ظهور أي نمط مماثل في بيانات GRACE "، قال.

وقامت ساتلتا GRACE التوأم ، اللذان تم إطلاقهما في 2002 كمهمة مشتركة مع المركز الألماني للفضاء الجوي (DLR) ، بدقة قياس المسافة بين المركبتين الفضائيتين لاكتشاف التغيرات في حقل جاذبية الأرض الناجم عن حركات الكتلة على الكوكب أدناه. باستخدام هذه الطريقة ، تتبع GRACE التغيرات الشهرية في تخزين المياه الأرضية حتى انتهت مهمتها العلمية في أكتوبر 2017.

بين 2002 و 2016 ، تتبعت وكالة NASA لاستعادة الجاذبية وتجربة المناخ (GRACE) حركة المياه العذبة حول الكوكب.
الاعتمادات: ناسا / كاتي ميرسمان

ومع ذلك ، فإن ملاحظات القمر الصناعي GRACE وحدها لا يمكن أن تخبر Rodell ، Famiglietti وزملائهم ما كان يسبب الاتجاهات الظاهرة.

وقال المؤلف المشارك هيروكو بودونغ من جامعة غودارد وجامعة ماريلاند في كوليدج بارك "قمنا بفحص معلومات عن هطول الأمطار والزراعة وضخ المياه الجوفية لإيجاد تفسير محتمل للاتجاهات المقدرة من GRACE".

على سبيل المثال ، على الرغم من أن ضخ المياه الجوفية للاستخدامات الزراعية هو مساهم كبير في استنفاد المياه العذبة في جميع أنحاء العالم ، فإن مستويات المياه الجوفية حساسة أيضاً لدورات الجفاف المستمر أو الظروف الممطرة. وأشار Famiglietti إلى أن هذا المزيج من المحتمل أن يكون السبب في استنزاف المياه الجوفية الكبير الذي لوحظ في الوادي الأوسط في كاليفورنيا من 2007 إلى 2015 ، عندما انخفضت المياه الجوفية من الأمطار والثلوج مع زيادة الضخ للزراعة.

فقدت جنوب غرب كاليفورنيا 4 gigatons من المياه العذبة في السنة خلال نفس الفترة. ستقوم gigaton من الماء بتعبئة حمامات السباحة 400,000 Olympic. وتأتي معظم المياه العذبة في كاليفورنيا على شكل هطول أمطار وثلوج تتجمع في كيس الثلج من سييرا نيفادا ثم تدار حينما تتلاشى في المياه السطحية من خلال سلسلة من الخزانات. عندما أدت الدورات الطبيعية إلى انخفاض هطول الأمطار وتسببت في تقليص حجم الثلج والمياه السطحية ، اعتمد الناس على المياه الجوفية بشكل أكثر كثافة.

كما تعكس الاتجاهات النزولية في المياه العذبة التي تشهدها المملكة العربية السعودية الضغوط الزراعية. من 2002 إلى 2016 ، فقدت المنطقة جيغاتونات 6.1 سنويًا من المياه الجوفية المخزنة. تظهر الصور من سواتل Landsat نموًا هائلاً في الأراضي الزراعية المروية في المناظر الطبيعية القاحلة من 1987 حتى الوقت الحاضر ، وهو ما قد يفسر زيادة التراجع.

كما حددت تحليلات الفريق الاتجاهات الكبيرة التي استمرت لعقد كامل في تخزين المياه العذبة للأرض والتي لا يبدو أنها مرتبطة مباشرة بالأنشطة البشرية. وقال رودل إن الدورات الطبيعية للأمطار المرتفعة أو المنخفضة يمكن أن تتسبب في اتجاه من غير المرجح أن يستمر. ومن الأمثلة على ذلك حوض غرب زمبيزي بأفريقيا ودلتا أوكافانغو ، وهو عبارة عن ثقب مائي حيوي للحياة البرية في شمال بوتسوانا. في هذه المنطقة ، زاد تخزين المياه بمعدل متوسط ​​من جيجاكونات 29 في السنة من 2002 إلى 2016. تبعت هذه الفترة الرطبة خلال مهمة GRACE ما لا يقل عن عقدين من الجفاف. يعتقد Rodell أنها حالة من التقلبات الطبيعية التي تحدث على مدى عقود في هذه المنطقة من أفريقيا.

وجد الباحثون أن مجموعة من الضغوط الطبيعية والبشرية يمكن أن تؤدي إلى سيناريوهات معقدة في بعض المناطق. يحد إقليم كسينجيانغ في شمال غرب الصين ، حول حجم كنساس ، من كازاخستان إلى الغرب وصحراء تاكلامكان في الجنوب ويغطي الجزء المركزي من جبال تيان شان. خلال العقود الأولى من هذا القرن ، حدثت انقطاعات مائية سابقة غير موثقة في شينجيانغ.

جمع Rodell وزملاؤه عدة عوامل لشرح فقدان 5.5 gigatons لتخزين المياه الأرضية سنوياً في مقاطعة Xinjiang. أقل هطول الأمطار لم يكن الجاني. كما حدثت إضافات للمياه السطحية من ذوبان الأنهار الجليدية الناجمة عن تغير المناخ ، وضخ المياه الجوفية من مناجم الفحم. لكن هذه الإضافات قوبلت بالإستنزاف الناجم عن زيادة استهلاك المياه من خلال الأراضي الزراعية المروية وتبخر مياه النهر من قاع الصحراء.

الخلف ل GRACE ، ودعا متابعة GRACE، وهي بعثة مشتركة مع مركز الأبحاث الألماني للعلوم الجيولوجية (GFZ) ، حاليًا في قاعدة فاندنبرغ الجوية في كاليفورنيا ، والتي تجري الاستعدادات النهائية لإطلاقها قبل مايو 22.

لمزيد من المعلومات حول كيفية دراسة ناسا للأرض ، تفضل بزيارة:

https://www.nasa.gov/earth

في نهاية-

محتوى الرابط الأصلي:

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-satellites-reveal-major-shifts-in-global-freshwater

تواصل معنا مع الولايات المتحدة

اشترك في نشرتنا الإخبارية