2016年3月1日

僅在巴基斯坦的印度河流域單獨(dú)的一個(gè)省建立一個(gè)傳統(tǒng)地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)花了將進(jìn)8年時(shí)間。為監(jiān)測(cè)地下水變化，美國(guó)華盛頓大學(xué)工程師幫助水資源管理人員免費(fèi)接入NASA重力恢復(fù)和氣候?qū)嶒?yàn)（GRACE）數(shù)據(jù)。

圖片提供：巴基斯坦水資源研究委員會(huì)

　　以農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的巴基斯坦經(jīng)濟(jì)，廣大農(nóng)田依靠世界上最大規(guī)模之一的連續(xù)灌溉系統(tǒng)。農(nóng)民們?cè)?jīng)能夠完全依靠河流和通過冰川與降雨供給的人工運(yùn)河進(jìn)行灌溉。

　　但隨著近幾十年來人口增加和城市化的急速發(fā)展，該國(guó)需要利用地下水解決不斷增長(zhǎng)的需求。現(xiàn)今，超過60%的巴基斯坦用水從天然地下水庫(kù)抽取，沒有水井開采和取水量限制。

　　目前，得益于西雅圖華盛頓大學(xué)工程師和水文學(xué)家的合作，巴基斯坦水資源管理人員正尋求美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）衛(wèi)星幫助他們更有效地監(jiān)測(cè)和管理這些珍貴資源。

　　華盛頓大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院副教授Faisal Hossain表示，空間衛(wèi)星看到地下水、江河水或者大氣水的存量，通過提供常規(guī)觀測(cè)，可以幫助決策者和地面人員作出明智決策。從提供改進(jìn)的洪水預(yù)報(bào)到受威脅地下水資源地區(qū)判定，免費(fèi)提供的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，特別對(duì)于發(fā)展中國(guó)家來講，可以說是一種寶貴資源。

　　在華盛頓大學(xué)進(jìn)行培訓(xùn)之后，巴基斯坦水資源研究委員會(huì)從2016年1月開始使用NASA重力恢復(fù)與氣候?qū)嶒?yàn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，或GRACE觀測(cè)任務(wù)，創(chuàng)建每月更新的印度河流域地下水儲(chǔ)存變化數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　這將允許研究人員了解到哪些地區(qū)地下水供應(yīng)正在逐漸耗盡，以及哪些地區(qū)地下水得到充分補(bǔ)充。像所有NASA衛(wèi)星數(shù)據(jù)一樣，GRACE數(shù)據(jù)可以通過位于加州帕薩迪納美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）開放的NASA數(shù)據(jù)中心（GRACE特勒斯和海洋物理學(xué)分布主動(dòng)歸檔中心）進(jìn)行免費(fèi)下載。

　　GRACE一組相同衛(wèi)星于2002年發(fā)射，用于測(cè)量地球重力的微小變化。水量增多會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。因此，GRACE數(shù)據(jù)能夠幫助科學(xué)家們監(jiān)測(cè)水體存在的位置和隨時(shí)間尺度水體變化情況。利用華盛頓大學(xué)及其合作伙伴休斯頓大學(xué)、哥倫布市俄亥俄州立大學(xué)和NASA應(yīng)用科學(xué)項(xiàng)目聯(lián)合開發(fā)的研究工具，巴基斯坦水資源管理人員和研究人員能夠通過分析NASA數(shù)據(jù)對(duì)可用水資源總量的變化以及地下水供給的變化情況進(jìn)行評(píng)估。

　　巴基斯坦水資源研究委員會(huì)助理主任、水文地質(zhì)學(xué)家Naveed Iqbal指出，基于這些衛(wèi)星，研究人員能夠發(fā)現(xiàn)地下水枯竭的最大威脅區(qū)域，并能夠告訴農(nóng)民和水資源管理人員、幫助決策者制定更好的可持續(xù)政策。為提高其所在機(jī)構(gòu)的決策能力，Iqbal利用在華盛頓大學(xué)的6個(gè)月時(shí)間學(xué)習(xí)了GRACE數(shù)據(jù)分析和處理方法。

　　負(fù)責(zé)GRACE項(xiàng)目的、JPL科學(xué)家Carmen Boening表示，這是GRACE獨(dú)有能力的另一個(gè)很好例子，通過地區(qū)水資源變化觀測(cè)為數(shù)據(jù)稀缺地區(qū)提供便捷信息。

　　相比傳統(tǒng)地下水監(jiān)測(cè)工作，衛(wèi)星信息提供更小空間分辨率數(shù)據(jù)，但在成本和效率方面存在巨大收益。例如，巴基斯坦水資源管理人員花了8年在印度河流域建立的地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，僅能每年提供2次數(shù)據(jù)。

　　負(fù)責(zé)華盛頓大學(xué)可持續(xù)性、衛(wèi)星、水和環(huán)境研究小組的Hossain指出，基本上很難通過常規(guī)方式在地上進(jìn)行水資源測(cè)量，并進(jìn)行監(jiān)控，它需要很長(zhǎng)時(shí)間且成本昂貴。在一些地方，甚至不能派人，因?yàn)槭苤朴诘匦芜^于偏遠(yuǎn)或由叛亂和政治沖突導(dǎo)致的危險(xiǎn)區(qū)域。

　　這個(gè)巴基斯坦項(xiàng)目由華盛頓大學(xué)牽頭，與休斯頓大學(xué)、俄亥俄州立大學(xué)、SERVIR和NASA應(yīng)用項(xiàng)目水資源應(yīng)用地區(qū)合作。SERVIR是由NASA和美國(guó)國(guó)際開發(fā)署發(fā)起的一個(gè)聯(lián)合倡議，旨在更好地使用地球軌道衛(wèi)星收集的大量數(shù)據(jù)和觀測(cè)結(jié)果。例如，在他們的家園和田地被淹沒之前，為洪水泛濫地區(qū)居民提供早期預(yù)警，預(yù)測(cè)可能發(fā)生蚊媒暴發(fā)疾病區(qū)域或?qū)】底魑锷L(zhǎng)進(jìn)行土壤監(jiān)測(cè)。

　　華盛頓大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)聚焦幫助資源貧乏國(guó)家使用衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行水資源和環(huán)境資源的可持續(xù)管理。從2014年開始，該團(tuán)隊(duì)幫助孟加拉國(guó)更好地預(yù)報(bào)和應(yīng)對(duì)巨大洪災(zāi)。在接下來的幾個(gè)月中，研究團(tuán)隊(duì)將對(duì)越南水資源管理者進(jìn)行水資源和土地變化監(jiān)測(cè)，以及培訓(xùn)尼泊爾管理人員評(píng)估喜馬拉雅山脈的積雪和冰川含水量。

　　Hossain表示，在發(fā)展中國(guó)家中提高資源管理人才隊(duì)伍能力對(duì)于開發(fā)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)巨大潛力非常重要。這還需要在某種程度上對(duì)NASA衛(wèi)星一攬子測(cè)量結(jié)果進(jìn)行打包，使得能夠幫助坦桑尼亞農(nóng)民、巴基斯坦水資源管理人員或拉丁美洲伯利茲城林業(yè)工作者做出明智決策——目前在所有項(xiàng)目中正在使用SERVIR-enabled空間數(shù)據(jù)。

　　Hossain還提到，這一過程必須涵蓋人文維度——提高國(guó)家內(nèi)部管理人員技能，使系統(tǒng)與用戶擁有更為友好的交互，并確保這些方法與傳統(tǒng)做法兼容——而不是簡(jiǎn)單地關(guān)注科學(xué)研究、數(shù)據(jù)獲取和技術(shù)問題。這個(gè)項(xiàng)目的成功在某種程度上取決于巴基斯坦機(jī)構(gòu)的員工能夠讓自己沉浸在華盛頓大學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行一個(gè)長(zhǎng)期的實(shí)習(xí)工作。不僅要掌握科學(xué)概念，而且通過交流，研究人員可以了解大家面對(duì)的真正障礙。

　　原文題目：NASA data used to track groundwater in Pakistan

　　資料來源：http://www.washington.edu/news/2016/02/29/nasa-data-used-to-track-groundwater-in-pakistan/

（王化編譯，殷永元審核）