داده های ماهواره ای ناسا یک بحران پنهان جهانی آب را فاش می کند

در بسیاری از مناطق تحت تنش آب جهان، علائم آشکار است. فقط به رودخانه کلرادو که به طرز چشمگیری منقبض شده است، یا بستر رودخانه خشک شده دانوب نگاه کنید. بحران جهانی آب که در زیر پای ما آشکار می شود، بسیار کمتر آشکار است، هرچند شدید است.

این بر اساس مطالعه اخیر منتشر شده در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences است. محققان داده‌های ماهواره‌ای ناسا را ​​تجزیه و تحلیل کردند تا روندهای جهانی ذخیره‌سازی آب شیرین را با وضوح بالا ترسیم کنند و مناطقی را آشکار کنند که فعالیت‌های انسانی مانند استفاده از آب کشاورزی و شهری فشار شدیدی بر منابع آب زیرزمینی وارد می‌کند.

مری مایکل اونیل، دستیار دانشمند پژوهشی در دانشگاه مریلند و مرکز پروازهای فضایی گودارد ناسا، به Earth.com گفت: «مناطق با بیشترین نگرانی مناطقی هستند که قبلا به عنوان مناطق تحت تنش آب شناخته شده‌اند، که اکنون شاهد تلفات حتی بیشتر از برآوردهای قبلی هستیم».

در حالی که طبیعی است که ذخایر آب شیرین زمین در نوسان باشد، فعالیت های انسانی به عامل اصلی کاهش آب های زیرزمینی تبدیل شده است. در بسیاری از نقاط جهان، استخراج آب های زیرزمینی برای آبیاری، صنعتی و مصارف شهری به یکی از اجزای اساسی چرخه آب تبدیل شده است و تغییرات آب و هوایی تنها بر این فشار افزوده است.

اونیل و همکارانش در گزارش خود می نویسند: "برآورد کل برداشت جهانی آب شیرین بین 3800 تا 5000 گیگاتن در سال است و اقدامات ناپایدار منجر به کمبود آب فراگیر شده است." "شناسایی و تعیین کمیت دقیق تغییرات انسانی و بلندمدت در منابع آب شیرین برای اجرای استراتژی‌های تضمین امنیت آب و غذا بسیار مهم است."

برای این منظور، دانشمندان از داده‌های بازیابی جاذبه و آزمایش آب و هوای ناسا (GRACE) و جانشین آن (GRACE-FO) در صدها مطالعه برای ردیابی تغییرات در ذخایر آب شیرین جهانی استفاده کرده‌اند. این دو جفت ماهواره که به ترتیب در سال‌های 2002 و 2018 پرتاب شدند، از اندازه‌گیری‌های دقیق ماهواره به ماهواره برای تعیین کمیت جابجایی‌های کوچک در میدان گرانش زمین استفاده کرده‌اند که به محققان اجازه می‌دهد توزیع مجدد جرم را در جو، اقیانوس‌ها و قاره‌ها استنباط کنند.

مشکل اینجاست که روش‌های قبلی برای تجزیه و تحلیل داده‌های GRACE و GRACE-FO نمی‌توانستند تغییرات را در مناطق کوچک‌تر از تقریبا 58000 مایل مربع (150000 کیلومتر مربع) به طور قابل اعتماد تشخیص دهند. برای تعیین دقیق محل کاهش شدید آب شیرین، محققان در پشت این مطالعه جدید از یک روش پردازش نوآورانه برای داده‌های ذخیره‌سازی آب زمینی غیرقطبی جهانی که بین آوریل 2002 و نوامبر 2025 جمع‌آوری شده بود، استفاده کردند.

این به آنها اجازه داد تا نقشه روند ذخیره آب زمینی را با وضوح فضایی 5 تا 10 برابر نقشه های سنتی تهیه کنند. سپس محققان نقاط داغ کاهش آب شیرین را به صفر رساندند و از مدل‌های آماری برای بررسی چگونگی ارتباط تغییرات آب و هوا و فعالیت‌های انسانی با این تغییرات استفاده کردند.

این تجزیه و تحلیل 40 منطقه را نشان داد که در آن فعالیت‌های انسانی عامل اصلی تغییرات دهه‌ای در ذخیره‌سازی آب زمینی هستند. در واقع، استفاده انسانی از زمین و آب به طور قابل توجهی با روندهای ذخیره آب زمینی قوی در هر قاره غیرقطبی به جز استرالیا مرتبط بود، و تلفات به طور قابل توجهی از سود بیشتر بود.

مناطقی مانند خاورمیانه و شمال آفریقا، شمال هند، غرب ایالات متحده و جنوب شرقی برزیل از جمله مناطقی بودند که خسارات گسترده ای را به همراه داشتند. این مطالعه نشان می‌دهد که پمپاژ آب‌های زیرزمینی نقش مهمی ایفا می‌کند - و قبلا دست کم گرفته شده بود. به گفته محققان، برآوردهای قبلی کاهش ذخیره آب زمینی مرتبط با استخراج آب های زیرزمینی، به طور متوسط ​​45 درصد کمتر از این تخمین جدید بود.

آنها می نویسند: "نتیجه کلیدی از این مطالعه این است که روند ذخیره سازی آب شیرین در بسیاری از حوضه ها و سفره های زیرزمینی با مدیریت شدید حادتر از تخمین قبلی است، که پیامدهایی برای امنیت غذا و آب، مدل سازی هیدرولوژیکی و آب و هوا و درک تعادل ظریف فرآیندهای سیستم زمین دارد."

یافته‌های آشکار بر نیاز به مدیریت بهتر آب‌های زیرزمینی، به‌ویژه در مناطقی که کشاورزی به شدت به منابع آب زیرزمینی وابسته است، تأکید می‌کند.