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更精确地监测地下水变化

更新时间:2020-09-14 19:06点击:

  一种新方法可以比以前更好地帮助跟踪地下水变化。为此,来自美国波茨坦和俄亥俄Oberlin的研究人员将GRACE和GRACE-Follow On卫星任务的重力场数据与其他测量方法进行了比较。他们调查了亚洲近250个流域的季节性储水情况,这些流域的水源主要是季风。结果允许将大规模GRACE数据按比例缩小到较小区域。研究人员在《地球与行星科学快报》上对此进行了报道。

更精确地监测地下水变化

  地下知识水存储是农业在许多地区的饮用水供应存在的重要性以及为。这些水库因降水和渗水而得到补充,反过来又为河流和湖泊供水,并使河流在干旱季节可以流动。但是,由于很难观察到地球,因此很难进行测量,因此只能依靠任一点的值(通过井眼和井),或者依靠降水和径流数据的计算。

  自2002年以来,有另一种测量地下水变化的方法:通过GRACE卫星任务(从2002年至2017年)和GRACE-Follow On(自2018年以来),可以在地球上和地球上确定水量的变化。它的重力场信号的基础。但是这种方法也有其陷阱。首先,由GRACE-FO卫星测量的质量变化没有说明质量所在的深度:湖泊表面是否空了?河流水位下降了吗?还是从深层排水?其次,GRACE-FO卫星为数万平方公里的较大区域提供数据。当前不可能更精确地解析重力场数据。

  在一项新的研究中,来自俄亥俄州Oberlin学院的Amanda H. Schmidt与来自德国地球科学研究中心的研究人员一起,展示了如何巧妙地组合不同的方法,即使在小河流域也能获得可靠的地下水数据。他们研究了亚洲近250个流域的季风降雨数据和季节性储水量。每个区域的面积从一千平方公里到一百万平方千米。该研究几乎涵盖了整个亚洲。

  我们星球上的水平衡具有三个主要变量:降水,地表径流和蒸发。它们的差异流入或流出各种水库,例如地下水。持续降雨后河流测量站的时间序列(水文图)显示出典型的下降曲线(所谓的衰退曲线),反映了蓄水池的排空。从这些曲线可以估算出地下水的波动。另一种方法是通过径流的时间延迟比较降水量和径流值。临时中间存储会导致所谓的PQ滞后。P代表降水,Q代表径流。磁滞回线的面积或大小可用作中间存储的度量。

  现在,《地球与行星科学快报》中的研究表明,PQ磁滞与GRACE任务的重力场数据密切相关。根据研究,两者都很好地反映了地下水的季节性变化。因此,这意味着降水和径流数据以及GRACE重力场数据的组合也可以用于记录面积仅为1000平方公里的集水区的地下水。


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