2018年1月25日

這幅圖表對GRACE衛(wèi)星和計算機模型的儲水量估測做出比較。注意每幅圖中刻度條的差異。完整的比較數(shù)據(jù)請見Scanlon等人2018年研究文章。

全尺寸圖形可點擊：https://media.eurekalert.org/multimedia_prod/pub/web/160989_web.jpg

　　美國德克薩斯大學奧斯汀分校（UTA）研究發(fā)現(xiàn)，從常用的全球計算機模型計算得到的多個河流流域的儲水量數(shù)值與GRACE衛(wèi)星獨立儲量估值存在顯著差異。

　　這一研究結(jié)果發(fā)表于2018年1月22日《美國國家科學院院刊》（Proceedings of The National Academy of Sciences），引起對近年來用于水資源評估和潛在影響管理決策的全球模型提出質(zhì)疑。

　　這項研究使用2002年到2014年間GRACE衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)，以確定世界上186個河流流域儲水量的變化，并將研究結(jié)果與7個常用模型的模擬結(jié)果進行比較。

　　美國國家航空航天局（NASA）和德國航空航天中心（DLR）共同運行的GRACE衛(wèi)星對地球重力變化影響進行測量，這一數(shù)值受到某一地區(qū)儲水量變化的影響。政府機構(gòu)和大學使用的計算機模型被開發(fā)用來對歷史和/或基于場景的水文循環(huán)中通量進行評估，如：河流流量、蒸散和儲量變化，包括土壤水分和地下水。

　　該研究論文主要作者，UTA大學經(jīng)濟地質(zhì)局資深研究科學家Bridget Scanlon指出，人們越來越依賴全球模型進行人類用水和氣候?qū)λY源影響預(yù)測。我們現(xiàn)在可以通過GRACE數(shù)據(jù)進行儲水量變化評估，這表明全球模型可能低估了儲水量的大變化，包括儲量大的下降和上升趨勢。

　　例如，在亞馬遜河流域，GRACE數(shù)據(jù)表明，在研究期間，儲水量增加了41到43立方千米，這是世界上任何一個流域的最大增水量。但是大部分模型都預(yù)測水量巨大減少，其中一個模型模擬出70立方千米的損失。最接近GRACE數(shù)據(jù)的模型計算出的數(shù)據(jù)結(jié)果，只增加了11立方千米。

　　基于12年期間的數(shù)據(jù)，GRACE顯示恒河流域每年損失12到17立方公里的水——這是該研究測量的最大的儲水減少量。這些模型的結(jié)果水儲量變化范圍介于7立方千米的損失和7立方千米的增量之間。

　　總的來說，模型結(jié)果表明，在研究期間，全球儲水量下降，而GRACE數(shù)據(jù)表明它是在上升。除此之外，該研究還注意到，雖然全球氣候增加了儲水量，但是人類在某些地區(qū)造成了儲量的顯著下降。研究區(qū)域覆蓋全球約63%的陸地面積，排除格陵蘭和南極洲地區(qū)，因為這些地區(qū)的大部分水都困在冰川或冰蓋中間。

　　該論文聯(lián)合作者、德國法蘭克福歌德大學（Goethe University Frankfurt）資深研究科學家Hannes Muller Schmied指出，這項研究表明，全球模式在一些地區(qū)需要改進。這項研究的全球視角可幫助科學家理解為什么這些模型在某些地域表現(xiàn)比其他地域更好的原因，并且對模型結(jié)果與數(shù)據(jù)不匹配的地區(qū)進行調(diào)整。

　　Muller Schmied還表示，基于儲水量變化的全面評估結(jié)果，我們獲得重要的附加信息，現(xiàn)在可以專注于富有挑戰(zhàn)性的區(qū)域，并對需要包括的過程進行更深入的分析，如：亞馬遜地區(qū)洪泛區(qū)動態(tài)和回水影響問題，或者需要改進恒河流域人類水資源萃取等類似問題。

　　該研究還指出，科學家應(yīng)該致力于改進區(qū)域評估結(jié)果。

　　Scanlon表示，GRACE表現(xiàn)突出的地方在于展示了全球水資源儲量變化的亮點，在一個粗尺度上呈現(xiàn)全球儲水量全球圖景。然而，在許多情況下，確保人類可用水資源和農(nóng)業(yè)用水是地區(qū)性問題，我們應(yīng)該更加重視這種規(guī)模的分析，例如，整合本地數(shù)據(jù)。具體情況可能比僅通過全球尺度進行研究要好得多。

　　原文題目：Satellite and global model estimates vary for land water storage

　　資料來源：http://www.pnas.org/content/early/2018/01/16/1704665115.full

　　（王化編譯，殷永元審核）