Bản đồ nước ngầm toàn cầu mới

Các nhà nghiên cứu của NASA đã phát triển các bản đồ toàn cầu hàng tuần dựa trên vệ tinh về độ ẩm đất và độ ẩm của nước ngầm và dự báo từ một đến ba tháng của Hoa Kỳ về mỗi sản phẩm. Mặc dù các bản đồ về điều kiện khô / ướt hiện tại của Hoa Kỳ đã có sẵn từ năm 2012, đây là lần đầu tiên chúng có mặt trên toàn cầu.

“Các sản phẩm toàn cầu rất quan trọng vì có rất ít bản đồ hạn hán trên toàn thế giới”, nhà thủy văn học và trưởng dự án Matt Rodell thuộc Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland cho biết. “Hạn hán thường được biết đến khi chúng xảy ra ở các quốc gia phát triển. Nhưng chẳng hạn khi có hạn hán ở Trung Phi, nó có thể không được chú ý cho đến khi nó gây ra một cuộc khủng hoảng nhân đạo. Vì vậy, thật đáng quý khi có một sản phẩm như thế này. Nó thực sự khô ở đó và không có ai báo cáo nó. “

Những bản đồ này được phân phối trực tuyến bởi Trung tâm giảm thiểu hạn hán quốc gia tại Đại học Nebraska-Lincoln (UNL) để hỗ trợ giám sát hạn hán toàn cầu và Hoa Kỳ.

Giáo sư Brian Wardlow, giám đốc Trung tâm Công nghệ thông tin quản lý đất tiên tiến tại UNL cho biết: “Có thể nhìn thấy ảnh chụp nhanh hàng tuần về cả độ ẩm của đất và nước ngầm là rất quan trọng để có được bức tranh hoàn chỉnh về hạn hán”. công cụ viễn thám để theo dõi hạn hán hoạt động.

Theo dõi độ ẩm của đất là điều cần thiết để quản lý cây trồng nông nghiệp và dự đoán năng suất của chúng, bởi vì độ ẩm của đất là nước có sẵn cho rễ cây. Nước ngầm thường là nguồn nước tưới cho cây trồng. Nó cũng duy trì dòng chảy trong thời kỳ khô hạn và là một chỉ báo hữu ích của hạn hán kéo dài. Nhưng các quan sát trên mặt đất quá thưa thớt để có thể chụp được bức tranh đầy đủ về độ ẩm và khô trên toàn cảnh giống như sự kết hợp giữa các vệ tinh và mô hình có thể.

Tầm nhìn toàn cầu về nước

Cả hai bản đồ toàn cầu và dự báo của Hoa Kỳ đều sử dụng dữ liệu từ NASA và Trung tâm nghiên cứu phục hồi trọng lực địa chất của NASA và Trung tâm nghiên cứu khí hậu theo dõi (GRACE-FO), một cặp tàu vũ trụ phát hiện chuyển động của nước trên Trái đất dựa trên các biến đổi của lực hấp dẫn của Trái đất cánh đồng. GRACE-FO thành công với các vệ tinh GRACE rất thành công, kết thúc nhiệm vụ vào năm 2017 sau 15 năm hoạt động. Với sự mở rộng toàn cầu của sản phẩm và bổ sung các dự báo của Hoa Kỳ, dữ liệu GRACE-FO đang lấp đầy những khoảng trống quan trọng để hiểu bức tranh đầy đủ về điều kiện ẩm ướt và khô có thể dẫn đến hạn hán.

Các quan sát dựa trên vệ tinh về sự thay đổi trong phân phối nước được tích hợp với các dữ liệu khác trong mô hình máy tính mô phỏng các chu trình nước và năng lượng. Sau đó, mô hình này tạo ra các bản đồ phân bố nước khác nhau theo ba độ sâu: độ ẩm đất bề mặt, độ ẩm đất vùng rễ (khoảng ba feet trên cùng của đất) và nước ngầm nông. Các bản đồ có độ phân giải 1 / độ 8 vĩ độ, tương đương khoảng 8,5 dặm, cung cấp dữ liệu liên tục về điều kiện độ ẩm và nước ngầm dọc theo dải đất.

Các bản đồ dựa trên vệ tinh GRACE và GRACE-FO là một trong những bộ dữ liệu cần thiết được sử dụng bởi các tác giả của Bộ theo dõi hạn hán Hoa Kỳ, bản đồ hàng tuần về các điều kiện hạn hán cho Hoa Kỳ được Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ và Bộ khẩn cấp Liên bang sử dụng Cơ quan quản lý để đánh giá khu vực nào có thể cần hỗ trợ tài chính do thiệt hại do hạn hán.

“GRACE [được cung cấp và GRACE-FO hiện cung cấp] một phạm vi quốc gia về nước ngầm”, nhà nghiên cứu khí hậu và tác giả theo dõi hạn hán Brian Fuchs, nói tại trung tâm hạn hán. Ông và các tác giả khác sử dụng nhiều bộ dữ liệu để xem bằng chứng cho thấy các điều kiện đã trở nên khô hơn hoặc ẩm ướt hơn. Đối với nước ngầm, điều đó có nghĩa là đi đến dữ liệu giếng nước ngầm của từng tiểu bang để cập nhật bản đồ hàng tuần. “Nó đã tiết kiệm rất nhiều thời gian để có lớp nước ngầm đó cùng với các lớp ẩm của đất, tất cả ở một chỗ,” Fuchs nói. “Dữ liệu có độ phân giải cao mà chúng tôi có thể mang lại cho phép chúng tôi vẽ các đường viền khô hoặc ướt đó cho chính dữ liệu đó.”

Một trong những mục tiêu của bản đồ toàn cầu mới là cung cấp cùng một sản phẩm phù hợp ở mọi nơi trên thế giới – đặc biệt là ở các quốc gia không có bất kỳ cơ sở hạ tầng giám sát nước ngầm nào.

Hạn hán thực sự là một [chủ đề] quan trọng … với rất nhiều dự báo về khí hậu và biến đổi khí hậu. Trọng tâm là thu thập thông tin hạn hán phù hợp hơn, chính xác hơn và kịp thời hơn, cho dù đó là độ ẩm của đất, sức khỏe cây trồng, nước ngầm, dòng chảy – [các nhiệm vụ GRACE] là trung tâm của vấn đề này. Những loại công cụ này cực kỳ quan trọng để giúp các nhà khoa học giải quyết và bù đắp một số tác động dự kiến, cho dù đó là từ sự gia tăng dân số, biến đổi khí hậu hay chỉ là tăng tiêu thụ nước nói chung.

Cả Trung tâm Quản lý đất đai tiên tiến và Trung tâm giảm thiểu hạn hán quốc gia đều có trụ sở tại Trường Tài nguyên thiên nhiên của UNL và họ đang làm việc với các đối tác quốc tế bao gồm Cơ quan Phát triển quốc tế Hoa Kỳ và Ngân hàng Thế giới để phát triển và hỗ trợ giám sát hạn hán bằng cách sử dụng Bản đồ toàn cầu GRACE-FO và các công cụ khác ở Trung Đông, Bắc Phi, Nam Phi, Đông Nam Á và Ấn Độ.

Hạn hán có thể phức tạp cả về thời gian và mức độ. Ở bề mặt, độ ẩm của đất thay đổi nhanh chóng với điều kiện thời tiết. Độ ẩm trong vùng rễ thay đổi chậm hơn một chút nhưng vẫn rất nhạy cảm với thời tiết. Đằng sau cả hai là nước ngầm, vì nó được cách ly với những thay đổi của thời tiết. Nhưng đối với triển vọng dài hạn về mức độ hạn hán – hay ngược lại, nguy cơ lũ lụt ở vùng thấp – nước ngầm là số liệu cần theo dõi, Rodell nói.

Các bản đồ nước ngầm giống như một phiên bản chậm lại, được làm mịn của những gì bạn nhìn thấy trên bề mặt. Chúng đại diện cho sự tích lũy của tháng hoặc năm của các sự kiện thời tiết. Sự làm mịn đó cung cấp một bức tranh đầy đủ hơn về xu hướng làm khô hoặc làm ướt tổng thể đang diễn ra trong một khu vực. Có một kế toán chính xác về mực nước ngầm là điều cần thiết để dự báo chính xác các điều kiện trong tương lai gần.

Sản phẩm dự báo mới dự kiến ​​các điều kiện khô và ướt 30, 60 và 90 ngày cho 48 nước thấp hơn Hoa Kỳ sử dụng dữ liệu GRACE-FO để giúp đặt các điều kiện hiện tại. Sau đó, mô hình chạy về phía trước kịp thời bằng cách sử dụng Hệ thống quan sát trái đất Goddard, mô hình dự báo thời tiết theo mùa phiên bản 5 làm đầu vào. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng việc bao gồm dữ liệu GRACE-FO làm cho dự báo độ ẩm và nước ngầm của đất chính xác hơn.

Vì sản phẩm vừa được tung ra, cộng đồng người dùng chỉ mới bắt đầu làm việc với các dự báo nhưng Wardlow nhận thấy tiềm năng rất lớn.

Wardlow nghĩ rằng bạn sẽ thấy các sản phẩm giám sát GRACE-FO được sử dụng kết hợp với các dự báo. Ví dụ, sản phẩm hiện tại của Hoa Kỳ có thể cho thấy điều kiện khô hạn vừa phải và nếu bạn nhìn vào dự báo và dự báo cho thấy tháng tới sẽ có xu hướng khô tiếp tục, thì điều đó có thể thay đổi quyết định so với nếu đó là xu hướng ẩm ướt.

Các bản đồ toàn cầu và dự báo của Hoa Kỳ được cung cấp miễn phí cho người dùng thông qua cổng dữ liệu của trung tâm hạn hán.

Để tải xuống bản đồ, hãy truy cập: https://nasagrace.unl.edu/

Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi NASA / Goddard Space Flight Center . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.