重力衛(wèi)星測(cè)出全球最大地下水“漏斗區(qū)”

在中國(guó)，多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)均利用了GRACE 持續(xù)性的觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)華北平原等地下水漏斗區(qū)進(jìn)行了研究。華北平原地下水超采，并不是新問題了。但衛(wèi)星提供了一個(gè)全新、準(zhǔn)確的觀測(cè)手段。截至2011年，華北平原東部深層承壓地下水水位降落漏斗面積達(dá)7萬多平方千米，部分城市地下水水位累計(jì)下降達(dá)30～50米，局地累計(jì)水位下降超過100米，已然成為世界最大的地下水“漏斗區(qū)”。

GRACE衛(wèi)星采用微波測(cè)距技術(shù)，當(dāng)衛(wèi)星所對(duì)的地球重力場(chǎng)發(fā)生變化，兩個(gè)衛(wèi)星的距離將隨之發(fā)生輕微改變，時(shí)近時(shí)遠(yuǎn)，測(cè)量誤差小于0.1個(gè)微米。

根據(jù)兩顆衛(wèi)星的距離變化，研究者可以反演推算出地球重力場(chǎng)發(fā)生的改變。而地球重力場(chǎng)變化則是物質(zhì)遷移導(dǎo)致的，包括水儲(chǔ)量、冰川質(zhì)量、海水質(zhì)量的變化等。在降水較多的地區(qū)，如中國(guó)華南，地球重力場(chǎng)主要由于地表水和土壤水的變化導(dǎo)致。而在相對(duì)干旱的地區(qū)，地下水變化是影響地球重力場(chǎng)變化的重要因素之一。因此，在諸如中國(guó)華北平原的干旱地區(qū)，GRACE觀測(cè)數(shù)據(jù)可以很好地反映地下水的演變。

研究者通過GRACE監(jiān)測(cè)的地球重力變化估計(jì)出總的水質(zhì)量變化，再結(jié)合其他實(shí)測(cè)與模型資料，進(jìn)一步扣除地表水和土壤水的影響，就可以定量監(jiān)測(cè)地下水的變化情況。

第一代GRACE衛(wèi)星升空后，15年間，科學(xué)家們利用GRACE數(shù)據(jù)進(jìn)行了持續(xù)的地下水儲(chǔ)量變化的監(jiān)測(cè)，包括印度北部地區(qū)、美國(guó)加州中央山谷地區(qū)和中東地區(qū)等全球著名的地下水“漏斗區(qū)”。

摘自2018年5月《新京報(bào)》