NASA对地球河流进行的新的全球核算揭示了大量用水的“指纹”

这种估算河流蓄水量和排水量的新方法还能识别出具有密集用水"指纹"特征的区域。由美国国家航空航天局（NASA）研究人员领导的一项研究对地球河流的水量、流入海洋的水量以及这两项数据随时间的波动提供了新的估算--这对了解地球的水循环和管理淡水供应至关重要。

科罗拉多河蜿蜒流经美国 7 个州，为 4000 多万人供水，其中包括国际空间站上一名宇航员拍摄的犹他州东南部地区。美国国家航空航天局（NASA）领导的一项研究将科罗拉多河流域确定为人类用水密集的地区。资料来源：美国国家航空航天局

研究结果还突出显示了因大量用水而枯竭的地区，包括美国的科罗拉多河流域、南美洲的亚马逊河流域和南部非洲的奥兰治河流域。

这项研究最近发表在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）杂志上，美国国家航空航天局（NASA）南加州喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）的研究人员采用了一种新颖的方法，将溪流测量数据与全球约 300 万条河段的计算机模型相结合。

科学家们估计，从 1980 年到 2009 年，地球河流的平均总水量为 539 立方英里（2246 立方公里）。这相当于密歇根湖水量的一半，约占所有淡水总量的 0.006%，而淡水总量本身就占全球总量的 2.5%。尽管河流的水量只占地球总水量的一小部分，但从人类最早的文明开始，河流就对人类至关重要。

美国国家航空航天局（NASA）领导的一项研究将溪流测量数据与 300 万个河段的计算机模型结合起来，绘制了一幅地球河流含水量的全球图景。据估计，亚马逊河流域的水量约占世界河水总量的 38%，是所评估的所有水文地区中最多的。资料来源：美国国家航空航天局

JPL的塞德里克-戴维（Cédric David）是这项研究的合著者之一，他说，尽管研究人员多年来对从河流流入海洋的水量进行了无数次估算，但对河流总蓄水量（即储水量）的估算却很少，而且更加不确定。

他将这种情况比作在不知道余额的情况下从支票账户中支出。戴维说："我们不知道账户里有多少水，而人口增长和气候变化使问题变得更加复杂。我们可以做很多事情来管理水资源的使用，确保每个人都有足够的水，但首要问题是：到底有多少水？这是其他一切问题的根本所在。"

论文中的估计值最终可与国际地表水和海洋地形（SWOT）卫星的数据进行比较，以改进人类对地球水循环影响的测量。SWOT 卫星于 2022 年 12 月发射，它正在绘制全球水域的海拔高度图，河流高度的变化为量化蓄水和排水提供了一种方法。

研究发现，亚马逊河流域是河流蓄水最多的地区，蓄水量约为 204 立方英里（850 立方公里），约占全球蓄水量的 38%。同一流域也是向海洋排放水量最多的地区：每年 1629 立方英里（6789 立方公里）。这占全球向海洋排出水量的 18%，从 1980 年到 2009 年，平均每年向海洋排出 8975 立方英里（37411 立方公里）的水量。

美国国家航空航天局（NASA）领导的这项研究估算了 300 万个河段的流量，确定了世界各地人类用水量大的地方，包括科罗拉多河、亚马逊河、奥兰治河和墨累-达令河流域的部分地区，此处显示为灰色。资料来源：美国国家航空航天局

虽然河流不可能出现负排量，这项研究的方法不考虑上游流量，但为了便于核算，某些河段的出水量有可能少于入水量。研究人员在科罗拉多河、亚马逊河、奥兰治河流域以及澳大利亚东南部的墨累-达令河流域的部分地区就发现了这种情况。这些负流量大多表明人类大量用水。

第一作者伊丽莎-柯林斯（Elyssa Collins）说："我们在这些地方看到了水资源管理的痕迹。"

几十年来，对地球河流总水量的估计大多是对 1974 年联合国数据的改进，没有任何研究能说明水量是如何随时间变化的。戴维说，由于缺乏对世界河流的观测，特别是对远离人类居住区的河流的观测，因此很难得出更好的估计数字。

另一个问题是，监测大河水位和流量的溪流测量仪比监测小河的要多得多。对陆地径流--流入河流的雨水和融雪的估计也存在很大的不确定性。

这项新研究的出发点是，流入和流经河流系统的径流量应与下游测量仪测量到的径流量大致相等。研究人员发现，三个地表模型模拟的径流量与约 1000 个地点的水尺测量值不一致，于是他们使用水尺测量值来修正模拟的径流量。

然后，他们在利用陆地高程数据和太空图像（包括美国国家航空航天局的航天飞机雷达地形图任务）绘制的高分辨率全球地图上建立了河流径流模型。这种方法得出了排泄率，用来估算单条河流和地球上所有河流的平均和每月蓄水量。

使用统一的方法可以对不同地区的流量和人类缩减进行比较。

柯林斯现在是北卡罗来纳大学教堂山分校的博士后研究员，他说："这样我们就能看到世界上哪里储存的河水最多，或者哪里从河流排入海洋的水量最大。"

编译来源：ScitechDaily