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精确测量地下水变化的新方法

2020/9/15 14:00:30 来源:环境与发展智库 浏览:

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2020年7月15日,《地球和行星科学快报》(Earth and Planetary Science Letters)期刊发表《研究发现了一种新方法可以更精确的监测地下水储量变化》的研究成果。来自波茨坦和美国俄亥俄州奥柏林的研究人员将GRACE和GRACE-FO卫星的重力场数据与其他测量方法进行了比较,调查了亚洲近250个流域的季节性储水情况。

地下水储存对农业和许多地区的饮用水供应都是至关重要的。这些储存的水是由降水和渗水补充,反过来为河流和湖泊提供水源,并使河流在旱季流动。然而,地下水测量确是困难的,只能依靠点值(通过钻孔和水井)或者依靠降水和径流数据的计算。自2002年以来,出现了另一种测量地下水变化的方法:通过GRACE卫星(2002—2017年)和GRACE-FO(2018年)任务数据,根据地球重力场信号来确定地球内部和地球上的水量变化。但这种方法也有缺点。首先,由GRACE-FO卫星测量的质量变化并没有说明质量所处的深度:湖泊表面是空的吗?河流水位下降了吗?还是水从深层排出?此外,GRACE-FO卫星提供几万平方公里的较大区域的数据,目前还无法更精确地解析重力场数据。来自波茨坦和美国俄亥俄州奥柏林的研究人员展示了如何巧妙地结合不同的方法来获得可靠的地下水数据,即使是小流域,并研究了亚洲近250个流域(几乎覆盖了整个亚洲)的季风降雨数据和季节性蓄水变化,每个区域的面积从一千平方公里到一百万平方公里不等。研究发现降水和径流(P-Q)的迟滞现象与GRACE任务的重力场数据有很强的相关性。根据这项研究,两者都能很好地反映地下水的季节性变化。因此,P-Q数据和GRACE重力场数据的结合也可以用来记录集水区的地下水量。

转载本文请注明来源及作者:中国科学院兰州文献情报中心《资源环境科学动态监测快报》2020年第14期,吴秀平 编译。

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