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全球变化对陆地水循环过程和地球水资源状况_j9.com九游会
时间:2020-12-02 来源:j9.com九游会 浏览量 69390 次
本文摘要:该研究不仅融合了GRACE观测,还融合了光学遥测、多源高度卫星数据和模型,定量估计了全球内流区地表水(主要湖泊和冰川等)、土壤水和地下水层三个主要组成部分的储量变化。陆地水量变化对海平面的贡献有很多方法,过去的研究集中在冰川融化和地下水开采利用上,对贡献效果(海平面下降)和水库蓄水建设做出了消极贡献。

全球变化对陆地水循环过程和地球水资源状况,特别是旱季/半干旱地区发生,非常容易气候和环境变化的内流河流域产生最重要的影响。最近,由美国、中、特、法、德、五六国科学家组成的团队合作完成的研究表明,21世纪初以来,全球内流地区的水储量以难以置信的速度上升。与成果相关的(论文标题Recent Global Decline Inendorheic Basin Water Storages)于11月30日在《大自然-地球科学》杂志上公开。

海平面

“在气候变化及人类活动数量减少的背景下,内流区水储量的明显增加将对当地水资源利用带来非常不利的挑战。”论文联盟第一作者、中国科学院南京地理和湖研究所宋春桥研究员告诉他“卫星重力和水文学”公众号。“近年来,关于内流盆地水泄漏的证据越来越多。

例如,曾多次使用世界第四大湖泊的咸海自20世纪60年代以来明显衰退,水量增加了80%至90%,由原来的淡水湖演变成咸水湖。”该文通信及联合第一作者、美国堪萨斯州立大学(Kansas State University)齐达万教授表示:“这些地区规模的证据将推动对全球内流地区流域水量平衡的系统调查。”美国航空航天局(NASA)和德国航空中心领导的GRACE重力测量卫星可以观察到地球重力场的变化,科学家们有必要推断出全球陆地水储量的变化。

全球

“我们的研究表明,仅占全球陆地面积约五分之一的内流地区的水总储量在2002-2016年间就以约1000亿立方米/年的比率增加,其上升率几乎是外流区(南极和北极格陵兰冰盖除外)的两倍。这种损失速度每年导致青海湖(仅次于中国的大湖)或太湖25个水量枯竭。

图1。GRACE卫星观测到的全球内流区数量变化。

(一)2002-2016年内流区水储量(TWS)的变化率(同等辛苦趋势3360毫米/YR);(二)研究期间外/内流区水储量变化时间序列比较。对内流区水储量骤失的原因,该研究进行了比较分析。结果显示,径流地区的水储量变化信号与全球强有力的气候现象(如厄尔尼诺或拉尼娜事件)密切相关,呈现出更明显的年间或多年周期性波动。相互比较,内流地区的水储量变化与短期气候变化有较强的关系。

这一比较表明,这种旱季内陆地区的水储量变化很有可能不受规模更长的气候和人类活动(如河流洪水转换、地下水开采等)的影响。该研究不仅融合了GRACE观测,还融合了光学遥测、多源高度卫星数据和模型,定量估计了全球内流区地表水(主要湖泊和冰川等)、土壤水和地下水层三个主要组成部分的储量变化。

储量

研究表明,三者对水储量总赤字呈圆形比例有很大贡献,但其比重是圆的,明显的地区差异。例如,撒哈拉和阿拉伯地区的水储量上升主要是因为地下水过度开采导致的收入不足。欧亚大陆腹地近一半的水储量增长是由地表水的损失引起的,还包括中亚多个大型湖泊(里海、咸海、乌尔米亚湖等)的数量大幅增加,气候旱季是一方面的原因,大规模农业灌溉对入湖河流径流的采集利用和地下水的过度铁矿也是造成地区水储量损失的最重要因素。

由于比较闭塞的地理环境条件和独立国家的水循环系统,内流地区的水储量年代变化对全球水循环过程和海平面下降具有最重要的意义。根据世界气候研究计划全球海平面收支研究组的评价,自1993年以来,全球海平面正下降趋势加快,平均每年下降3.1毫米。

全球海平面下降主要是因为(1)海洋气候变化引起的热膨胀,(2)南极和格陵兰冰盖融化,(3)陆地水储量通过水循环系统转移到海洋,海平面下降。陆地水量变化对海平面的贡献有很多方法,过去的研究集中在冰川融化和地下水开采利用上,对贡献效果(海平面下降)和水库蓄水建设做出了消极贡献。该研究表明,过去14年的内流区水储量赤字通过水循环流入海洋后,海平面不等于下降约4毫米,通过贡献效果可以看出同期海平面下降近10%的来源。与其他海平面变化贡献因子相比,内流地区的水储量损失量相当于同期全球地下水开采消耗总和,或阳极外地区冰川融化对海平面的贡献量。

内流区

我们的研究主要表现三个方面的信息。"王桂达教授和宋春桥研究院总结. "首先,内流区是一个独特的水循环系统,21世纪以来水储量引人注目的损失反映了内陆地区气候变化和人类活动的综合诉求,全球变化研究证明了“干旱地区看起来更加蜡黄”的结论。

第二,海平面加速下降是全社会联盟关注的问题,对陆地水储量变化对海平面下降的贡献分析的不确定性仍然不大。该研究指出,以连带规模计算,全球内流区水储量变化是海平面下降中不可忽视的最重要因素。第三,该研究发现,水储量损失最严重的地区产自欧亚内流盆地。这是我国“一带一路(中国正在推进的新丝绸之路战略)”发展战略的核心地区。

国内外专家普遍认为,水问题情况非常不利。未来可能成为风险和矛盾的爆发点,也可能是地缘政治的焦点和核心问题,因此我们需要加强遥测和模型的结合。该地区水循环过程解释、水资源利用及规划研究得到了美国堪萨斯州立大学、美国航空航天局(NASA)、中国“千人计划”青年项目等多方面支持。


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