研究提供了地球河流的新全球核算

美国宇航局研究人员领导的一项研究提供了关于地球河流中有多少水、流入海洋的速率以及这两个数字随时间波动的程度的新估计——这是了解地球水循环和管理水的关键信息它的淡水供应。

研究结果还突出显示了因大量用水而枯竭的地区，包括美国的科罗拉多河流域、南美洲的亚马逊河流域和南部非洲的奥兰治河流域。

在这项最近发表在《自然地球科学》杂志上的研究中，美国宇航局南加州喷气推进实验室的研究人员使用了一种新颖的方法，将流量计测量与全球约 300 万条河流的计算机模型相结合。

科学家估计，从 1980 年到 2009 年，地球河流的平均水总量为 539 立方英里(2,246 立方公里)。这相当于密歇根湖水量的一半，约占淡水总量的 0.006%，而淡水总量则占全球总量的 2.5%。尽管河流在地球上所有的水中所占的比例很小，但自最早的文明以来，河流对人类就至关重要。

喷气推进实验室的合著者塞德里克·大卫表示，尽管研究人员多年来对从河流流入海洋的水量进行了大量估算，但对河流总水量(即储存量)的估算却很少，而且更加不确定。研究的。

他将这种情况比作在不知道余额的情况下从支票账户进行支出。 “我们不知道账户里有多少水，人口增长和气候变化使问题进一步复杂化，”大卫说。

“我们可以做很多事情来管理我们的用水方式，并确保每个人都有足够的水，但第一个问题是：有多少水?这是其他一切的基础。”

论文中的估计最终可以与国际地表水和海洋地形(SWOT)卫星的数据进行比较，以改进人类对地球水循环影响的测量。 SWOT 于 2022 年 12 月推出，正在绘制全球水位图，河流高度的变化提供了一种量化储存和排放的方法。

用水的“指纹”

该研究确定亚马逊流域是河流蓄水量最多的地区，蓄水量约为 204 立方英里(850 立方公里)，约为全球估计量的 38%。该盆地还向海洋排放最多的水：每年 1,629 立方英里(6,789 立方公里)。这占全球海洋排放量的 18%，从 1980 年到 2009 年，每年平均排放量为 8,975 立方英里(37,411 立方公里)。

尽管河流不可能出现负流量(该研究的方法不允许逆流而行)，但为了便于计算，从某些河段流出的水可能比流入的水少。这就是研究人员的观点分布于科罗拉多河、亚马逊河和奥兰治河流域的部分地区，以及澳大利亚东南部的墨累-达令河流域。这些负流量主要表明人类用水量很大。

“在这些地方，我们看到了水管理的痕迹，”主要作者 Elyssa Collins 说，她在北卡罗来纳州立大学罗利分校担任喷气推进实验室实习生和博士生时进行了分析。

量化河流的新方法

几十年来，大多数对地球河水总量的估计都是对 1974 年联合国数据的改进，没有研究说明水量如何随时间变化。大卫说，由于缺乏对世界河流的观测，特别是那些远离人类居住的河流，很难获得更好的估计。

另一个问题是，监测大河流水位和流量的流量计比小河流多得多。对土地径流(流入河流的雨水和融雪)的估计也存在广泛的不确定性。

这项新研究的前提是流入和流经河流系统的径流应大致等于下游测量仪测量的径流量。研究人员发现三个地表模型的模拟径流与约 1,000 个位置的仪表测量值之间存在不一致，因此他们使用仪表测量值来校正模拟径流数字。

然后，他们利用陆地高程数据和太空图像(包括来自美国宇航局航天飞机雷达地形任务的图像)绘制了高分辨率全球地图，对河流径流进行了建模。这种方法产生了排放率，用于估计单条河流和地球河流总数的平均和每月存储量。

使用一致的方法可以比较不同地区之间的流量和人员减少。

柯林斯现在是北卡罗来纳大学教堂分校的博士后研究员，他说：“这样我们就可以看到世界上哪里储存了最多的河水，或者哪里有最多的水从河流排入海洋。”爬坡道。