Где и когда поверхностные воды встречаются на Земле, жизненно важно для всей жизни. Но эта вода постоянно течет. Озера, реки и водно-болотные угодья естественным образом убывают; люди отводят воду для собственных нужд и забрасывают ее в водоемы. Теперь исследователи нанесли на карту миллионы спутниковых изображений с высоким разрешением, чтобы документировать историю поверхностных вод Земли за последние три десятилетия, раскрывая драматическое влияние человечества, а также естественную изменчивость моделей воды.
Связанный контент
- Ученые открывают самый старый из известных водоемов
Инженер по сельскому хозяйству Жан-Франсуа Пекель и его коллеги создали своего рода виртуальную машину времени, которая показывает прошлые изменения в поверхностных водах и служит основой для составления графика изменения будущего нашего водного мира. Чтобы добиться этого, Пекель и его коллеги использовали более 3 миллионов изображений LANDSAT озер, водно-болотных угодий и рек Земли, сделанных в период между 1984 и 2015 годами. Они измерили количественные изменения глобальных водных систем за этот период на ежемесячной основе. Затем они проанализировали этот настоящий океан спутниковых данных с помощью облачной вычислительной платформы Google Earth Engine.
Результат настолько визуально ошеломляющий, насколько он научно полезен. «[Это] позволяет нам путешествовать во времени и проводить точные измерения нашей изменяющейся среды», - говорит Пекель из Объединенного исследовательского центра Европейской комиссии в Испре, Италия. «Измерение прошлого способствует нашему пониманию долгосрочных последствий наших прошлых экономических и социальных решений и способствует принятию более обоснованных управленческих решений в будущем». Он добавляет: «Старая поговорка [это]« вы не можете управлять что вы не можете измерить.
Карта распределения и изменения поверхностных вод за 32 года с более 3 миллионов спутниковых снимков Landsat. Эта карта показывает реку Обь (Река Обь) в Западной Сибири, Россия, и отражает пространственные и временные характеристики поверхностных вод. Темно-синие цвета - это участки постоянной воды, а светло-синие - участки сезонной воды. Зеленые цвета представляют новые области сезонной воды, и розовые цвета представляют области потерянной сезонной воды. (Европейская комиссия - Объединенный исследовательский центр, 2016 г.) Снимки показывают, что с 1984 года постоянные поверхностные воды исчезли с почти 90 000 квадратных километров, которые в основном простираются по всему Ближнему Востоку и Центральной Азии. Более 70 процентов всей этой потери воды произошло в пяти смежных странах: Ираке, Иране, Афганистане, Узбекистане и Казахстане. Авторы считают, что отчасти виновата засуха, но также и человеческая деятельность, такая как нерегулируемый отвод и отвод рек, плотины и последующее сокращение Южного Аральского моря.
Тем не менее, новые постоянные поверхностные воды сформировались более чем в два раза, и на всех континентах, за исключением Океании, наблюдаются зоны такого роста, главным образом из-за заполнения водохранилища. (Океания показывает очень небольшую потерю.) Это удивительно, потому что исследования показывают, что в целом люди истощают пресную воду быстрее, чем мы думали.
Один из самых поразительных выводов, сделанных на основе данных, заключается в том, что изменения локализованы. При разрешении 30 метров эти подробные изображения позволили команде увидеть миллионы озер, каждое из которых имеет размер менее 1 квадратного километра, но вместе они могут составлять до 40 процентов общей внутренней площади Земли.
Некоторые земли богаты водой: Северная Америка содержит чуть больше половины постоянных поверхностных вод Земли, но в ней проживает менее 5 процентов ее населения. В Азии, где живет 60 процентов людей, есть только 9 процентов постоянных вод Земли, хотя ее поверхностные воды выросли на 23 процента за этот период в основном из-за бума строительства водохранилищ. На Африку и Латинскую Америку приходится около 9 процентов постоянной воды Земли, но водой Африки пользуются в два раза больше людей: 16 процентов от общего количества в мире против 8, 6 процента.
Карта распределения и изменения поверхностных вод за 32 года с более 3 миллионов спутниковых снимков Landsat. На этой карте показан вход на юге полуострова Птичьей головы в Западном Папуа, Индонезия, и показаны пространственные и временные характеристики поверхностных вод. Темно-синие цвета - это участки постоянной воды, а розовые - области, где вода встречается реже. (Европейская комиссия, Объединенный исследовательский центр, 2016 г.) Каждый регион также содержит свою долю победителей и проигравших. «Например, если учесть Соединенные Штаты Америки, постоянные поверхностные воды страны относительно стабильны - с 1984 года общие площади увеличились на 0, 5 процента», - говорит Пекел. «Но за тот же период шесть западных штатов (Аризона, Калифорния, Айдахо, Невада, Орегон, Юта) потеряли 33 процента своих постоянных водных поверхностей из-за сочетания засухи и постоянного спроса на воду». Пристальный взгляд на глобальную нехватку воды.)
Дай Ямазаки, инженер по гидродинамике в Японском агентстве по науке и технике «Морская Земля», называет новую коллекцию изображений лучшим пониманием изменяющихся поверхностных вод Земли. Поверхностные воды «в целом являются наиболее доступным водным ресурсом для людей во многих частях мира, а также для многих животных и растений доступная вода необходима для их жизни», - отмечает Ямазаки, который не участвовал в исследование. «Кроме того, наличие или отсутствие поверхностных вод может быть индикатором наводнений и засухи [поэтому] этот основанный на наблюдениях анализ глобальной динамики поверхностных вод очень важен».
Основные изменения поверхностных вод, вызванные инженерной инженерией, как правило, легче обнаружить из космоса, чем изменения климата. Pekel ссылается на восстановление туркменской лагуны Garabogazköl Aylagy после прорыва плотины между лагуной и Каспийским морем в 1992 году. Кризис Аральского моря, вызванный в основном утечкой рек, питающих море, также очевиден из космоса.
Последствия изменения климата сложнее наблюдать, поскольку они связаны со многими другими факторами, включая изменение использования человеком воды. Но некоторые можно легко увидеть, например, засуху, которая повлияла на Австралию с 2001 по 2009 год.
Водяные изменения на крыше мира также выделяются. «В некоторых местах, например на Тибетском плато, где прямое воздействие человека ограничено, причинно-следственная связь с климатом может быть однозначно установлена и фактически подтверждается другими исследованиями», - говорит Пекел.
Карта распределения и изменения поверхностных вод за 32 года с более 3 миллионов спутниковых снимков Landsat. Эта карта показывает верхние течения реки Енисей (Река Енисей) в России и отражает пространственные и временные характеристики поверхностных вод. Темно-синие цвета - это участки постоянной воды, а розовые - области, где вода встречается реже. (Европейская комиссия, Объединенный исследовательский центр, 2016 г.) Он отмечает, что расширение озер на Тибетском плато было вызвано ускоренным таянием снегов и ледников, вызванным повышением температуры и увеличением количества осадков. «Что впечатляет в Тибетском плато, так это скорость и степень наблюдаемых изменений в расширении озера. Это довольно четкое сообщение о том, что на «третьем полюсе» все быстро меняется », - добавляет он.
«Изменение климата - это явление глобального масштаба, но интерес людей должен заключаться в том, как они влияют на их обычную жизнь», - добавляет Ямазаки. «Эта работа выполняется в глобальном масштабе, но она имеет достаточное пространственное разрешение для обнаружения локальных изменений. Я думаю, именно поэтому многие люди считают эту работу великолепной ».
Pekel и его коллеги создали карты, которые иллюстрируют постоянную и сезонную воду, прибыль против потерь, последовательность сезонных водных циклов и многое другое - все это свободно доступно в Global Surface Water Explorer. В конечном счете, откровения, предоставленные этим впечатляющим изображением, и наборы данных, лежащие в его основе, представляют собой ценный инструмент для информирования будущих изменений в управлении и политике.
