卫星观测结果表明，从2014年开始，受严重干旱的影响和气候变化的加剧，全球淡水量出现了令人担忧的下降。可用水量的下降对农业、健康和地区稳定有着至关重要的影响，研究人员强调了有效管理水资源所面临的持续挑战。
美国国家航空航天局/德国地球科学研究中心（GFZ）重力恢复和气候实验后续（GRACE-FO）任务的双航天器插图。 GRACE-FO 将通过监测地球上质量分布的变化，继续跟踪地球水循环的演变。 资料来源：NASA/JPL-Caltech
全球淡水储备惊人减少
一个国际科学家小组利用美国国家航空航天局（NASA）-德国卫星提供的数据，发现了地球淡水含量从 2014 年 5 月开始显著下降的证据。 这种突然下降的现象一直持续，研究人员因此认为，地球上的大陆可能已经进入了一个长期干旱的阶段。 研究结果发表在《地球物理学研究》（Surveys in Geophysics）上。
卫星测量显示，2015 年至 2023 年期间，陆地上储存的淡水（包括湖泊和河流中的地表水以及地下含水层）的平均数量比 2002 年至 2014 年期间记录的平均数量少 290 立方英里（1200 立方公里）。美国国家航空航天局（NASA）戈达德太空飞行中心（Goddard Space Flight Center）的水文学家马修-罗德尔（Matthew Rodell）解释说："这相当于伊利湖水量损失的两倍半。"
这张地图显示了根据GRACE和GRACE/FO卫星的数据，每个地点的陆地蓄水量达到22年最低值（即陆地最干旱）的年份。 自2015年以来的9年中，全球陆地表面有很大一部分达到了这个最低值，而这9年恰好是现代气温记录中最温暖的9年。 资料来源：美国国家航空航天局地球观测站/梁万美，数据由玛丽-迈克尔-奥尼尔提供
干旱和农业需求对供水的影响
在干旱时期，随着现代灌溉农业的发展，农场和城市必须更加依赖地下水，这可能导致地下水供应下降的循环： 淡水供应枯竭，雨雪无法补充，更多的地下水被抽取。 根据2024年发布的联合国关于水资源压力的报告，可用水资源的减少给农民和社区带来了压力，可能导致饥荒、冲突、贫困，当人们转向受污染的水源时，疾病的风险也会增加。
研究小组利用德国航空航天中心、德国地球科学研究中心和美国国家航空航天局（NASA）运营的重力恢复与气候实验（GRACE）卫星的观测数据，确定了全球淡水骤减的情况。 GRACE 卫星以月为单位测量地球重力的波动，揭示了地面和地下水质量的变化。 最初的GRACE卫星从2002年3月飞至2017年10月。 后续GRACE-Follow On（GRACE-FO）卫星于2018年5月发射。
持续干旱及其全球后果
研究报告中提到的全球淡水减少始于巴西北部和中部的大旱，随后不久，澳大拉西亚、南美洲、北美洲、欧洲和非洲相继发生大旱。 从 2014 年底到 2016 年，热带太平洋的海洋温度升高，最终导致 1950 年以来最重要的厄尔尼诺现象之一，导致大气喷流发生变化，改变了世界各地的天气和降雨模式。 然而，即使在厄尔尼诺现象消退之后，全球淡水也未能回升。 事实上，罗德尔和团队报告说，GRACE 观测到的全球 30 次最严重干旱中有 13 次发生在 2015 年 1 月之后。 罗德尔及其同事怀疑，全球变暖可能是淡水持久枯竭的原因之一。
美国宇航局戈达德气象学家迈克尔-博西洛维奇说，全球变暖导致大气中的水蒸气增多，从而导致极端降水增多。 虽然每年的降雨和降雪总量可能不会发生显著变化，但强降水事件之间的长时间间隔会让土壤变得干燥和更紧实。 这就减少了降雨时地下可吸收的水量。
应对水资源危机的挑战
博西洛维奇说："当降水量达到极值时，问题就在于水最终会流走，而不是浸入地下水并补充地下水储存。 从全球来看，自 2014-2016 年厄尔尼诺现象以来，淡水水位持续走低，而更多的水以水蒸气的形式滞留在大气中。气温升高既增加了地表水向大气的蒸发，也增加了大气的持水能力，从而增加了干旱的频率和强度。"
弗吉尼亚理工大学的水文和遥感科学家苏珊娜-韦尔斯（Susanna Werth）说，虽然有理由怀疑淡水骤减在很大程度上是由于全球变暖造成的，但要明确地将两者联系起来却很困难。气候预测存在不确定性。测量和模型总是存在误差。
全球淡水量是会反弹至2015年之前的数值，还是保持稳定，抑或继续下降，还有待观察。 罗德尔说："我们认为这不是巧合，这可能是未来的一个预兆。"
编译自/ScitechDaily
DOI: 10.1007/s10712-024-09860-w