全球淡水资源降至令人担忧的低水平

(SeaPRwire) –   忘记伊利湖并不容易。更难的是忘记两个半伊利湖，但这或多或少发生在2015年，当时地球损失了290立方英里（1200立方公里）的淡水，相当于伊利湖体积的250%。

在2014年至2016年期间，湖泊、河流和地下含水层淡水的流失是可以预见的，因为这段时期恰逢厄尔尼诺变暖时期，在此期间通常蒸发量更大，降水补充量更少。问题是，正如《地球物理学调查》报告的那样，八年后，损失的水分尚未得到补充——即使在相对降温之后也是如此。

近十年的干旱与现代气候记录中九个最温暖的年份相吻合，这有力地表明淡水损失是气候变化的直接结果。

“令人震惊的是，自2015年以来，我们经历了一系列年份，这些年份的温度都处于最高水平，”美国宇航局NASA水文学家、该论文的主要作者马修·罗德尔说。“如果它们与陆地水储量下降无关，这似乎是一种不可思议的巧合。这绝对是值得关注的事情。”

记录这次大干旱的全球观测是由两对航天器进行的，这两对航天器被称为重力恢复与气候实验（GRACE）卫星。由NASA、德国航空航天中心（DLR）和法国国家空间研究中心（CNES）联合运营的GRACE于2002年发射，并一直运行到2017年。第二对，被称为GRACE Follow-On，由相同的国际合作组织运营，于2018年升空，预计将运行到本十年末。

这些卫星并非通过直接测量水位来运行，而是通过追踪地球重力场的变化来运行，重力场的变化取决于每个GRACE飞越的地球部分的质量和密度。“重力场是不均匀的，”罗德尔说。“例如，在山脉地区，质量更大，这意味着重力势更大，所以你站在山顶上实际上会稍微重一些。”

河流、湖泊和含水层也是如此，当它们充满水时，会产生稍微强大的重力牵引力，而当它们水位较低时，则会产生稍微弱一些的牵引力。孪生的GRACE以平均124英里（200公里）的距离飞行，当地球不断变化的引力牵引它们时，这个间隙会略微扩大或缩小。

“每五秒钟，卫星都会以微米的精度测量距离，这大约相当于一个红细胞的大小，”罗德尔说。

通过计算这些重力数据，罗德尔和他的同事得出全球损失了290立方英里的淡水，平均分布在世界各地所有的湖泊、河流和地下含水层中，水位下降了1厘米（0.39英寸）。当然，地球的总水量——包括海洋、海、云、冰川、极地冰盖等等——在干旱、洪水、厄尔尼诺或拉尼娜现象期间不会发生变化，而看似失踪的水只占地球总共1400万立方英里淡水的一小部分。但水的分布位置也很重要，越来越少的水可供81亿依赖它的地球人使用。

例如，全球气温上升会增加地表蒸发量和大气保持水蒸气的能力，这会使土壤和含水层变干，并降低海平面和湖泊水位。当超级饱和的大气最终降雨时，它往往会以猛烈快速的暴风雨的形式倾泻而下，而不是以缓慢、更倾盆大雨的形式降下，后者更有可能渗入干燥、压实的表面。

“然后，极端降水会从地表流走，无法为土壤补充水分，”戈达德高级气象学家、该论文的共同作者迈克尔·博西洛维奇说。其中一些水流入淡水湖泊和河流，但更多地流入咸水海洋。“我们没有得到的是过去我们本应该获得的[淡水]补充。”

对于依赖含水层的城市和农业地区来说，这可能会导致恶性循环的干旱，需要抽取更多的地下水来满足人类的需求，降雨量减少以补充地下水，而降雨则流走。在此研究涵盖的时期内，世界各地发生的一系列地方性、全国性和大陆性干旱使情况变得更糟。智利首先开始出现严重的干旱，随后澳大利亚、东南亚、南美洲、北美洲、欧洲和非洲也出现了类似的情况。事实上，GRACE卫星自2002年以来观测到的30次最严重干旱中有13次发生在2015年或之后，据信这些干旱因与气候变化相关的蒸发而加剧。

“世界各地一系列重大干旱在很大程度上解释了为什么我们陆地上的水储量持续减少，”罗德尔说。

GRACE Follow-On卫星预计至少还会产生六年的读数，这些读数将讲述地球健康状况的自身故事，但当前研究的作者并不乐观。“至少就GRACE数据而言，我们没有看到这种情况好转，”博西洛维奇说。

“追溯到20世纪80年代，也出现过同样陡峭的[淡水]下降，但之后已经恢复，”罗德尔说。“这一次，干旱不仅突然而剧烈，而且九年后，我们还没有恢复。”