全球水位变化由人类主宰？

为了农业生产和城市化而砍伐森林，大量使用化石燃料导致大气化学性质改变……人类活动已经对地球产生了显著影响。《自然》杂志当地时间3月3日刊文称，美国斯坦福大学、俄勒冈大学和布朗大学的研究人员首次揭示了人类对全球水循环的影响。

研究人员调用美国宇航局（NASA）的冰、云和陆地高程卫星（ICESat-2），收集了全球227000多个湖泊、池塘和水库的季节性水位数据集。数据显示，尽管人类管理的水库只占全部水体的一小部分，但它们在全球季节性总水量变化中的占比接近六成（57%）。

“我们倾向于将水循环视作一个纯粹的自然系统——雨水和融雪进入河流，河流汇入海洋，水变成蒸汽进入大气，整个循环周而复始。”研究人员Sarah Cooley说，“但实际上，人类正在实质性地干预这个循环周期。我们发现，人类需要承担地球季节性地表水储量的变化的大部分责任。”

研究人员表示，在气候变化和人口增长给淡水资源带来新压力之际，新研究为全球跟踪水文循环提供了关键基线。

ICESat-2的主要任务是跟踪全球冰盖的厚度和海拔变化，精度高达25毫米。Cooley说：“老式卫星只能观测大型湖泊，观测范围有限。ICESat-2的激光高度计的分辨率极高，可以用于收集小湖泊、小水库的数据集。这对了解全球水动力学非常重要，因为大多数湖泊和水库的面积都非常小。”

研究人员将观察到的水体与全球各地的水库数据库进行了交叉比对，以确定水体究竟是由人为控制的，还是自然形成的。结果表明，天然湖泊和池塘的季节性变化平均值为0.22米，而人类管理的水库的季节性变化为0.86米。在中东、美国西部和印度等干旱区域，人类的影响甚至更加显著——人类控制导致的变化超过九成。

研究人员Laurence Smith教授说：“人类导致的淡水体积变化占全球淡水水体总体积变化的60%左右。人类对水循环的影响与对陆地和大气化学的影响不相上下。”

在《地球物理研究快报》最近报道的另一项研究中，研究人员阐述了人类对水库水的利用情况。在中东等地，水库水位在夏季较低，而在冬季较高。这说明在干旱季节，水被释放并用于灌溉和饮用。相比之下，斯堪的纳维亚等地的趋势则正好相反。在冬季，水被释放用于发电供暖。

博士后研究员Johnny Ryan说：“这次探索性的分析可以确定我们是否能利用遥感技术，了解水库水在全球范围内的使用情况。”

Smith教授认为，卫星在地球水循环研究中扮演的角色将越来越重要。在过去的几年中，他一直在与NASA合作，致力于完成“地表水和海洋地形任务”（SWOTM）。他说：“在未来三年内，我们有望看到大量高质量的卫星水文数据。人类对全球水资源状况将有更好的认识，这将对国土资源安全、跨界水协议签署和作物预测等产生积极影响。”

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编译：德克斯特

审稿：西莫

责编：陈之涵

期刊来源：《自然》

期刊编号：0028-0836

原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210303142520.htm

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