NASA 揭示全球淡水减少的惊人现象

在过去十年中，陆地和地下淡水储量急剧下降，这引起了人们对地球大陆已进入持续干旱阶段的担忧。科学家发现，自2014年以来，受严重干旱、农业需求扩大以及厄尔尼诺等气候事件等因素的影响，地球淡水供应量大幅下降。 通过美国国家航空航天局（NASA）和德国卫星数据收集到的这些观测结果表明，地球可能会进入一个长期干旱阶段，这加剧了人们对全球变暖对天然水储存及其供人类和农业使用的影响的担忧。

这张地图显示了根据 GRACE 和 GRACE/FO 卫星的数据，每个地点的陆地蓄水量达到 22 年最低值（即陆地最干旱）的年份。 自2015年以来的9年中，全球陆地表面有很大一部分达到了这个最低值，而这9年恰好是现代气温记录中最温暖的9年。 资料来源：美国国家航空航天局地球观测站/梁万美，数据由玛丽-迈克尔-奥尼尔提供

全球淡水的急剧变化

一个国际科学家小组利用美国国家航空航天局（NASA）-德国卫星提供的数据，发现了地球淡水储量从2014年5月开始大幅骤减的证据。 《地球物理学研究》（Surveys in Geophysics）上发表的研究结果表明，淡水储量的下降一直在持续，这表明地球上的大陆可能已经进入长期干旱阶段。

2015年至2023年期间，卫星观测显示，陆地上储存的淡水--包括湖泊和河流中的地表水以及含水层中的地下水--的平均量比2002年至2014年记录的平均量少1200立方公里（290立方英里）。 美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的水文学家马修-罗德尔（Matthew Rodell）是这项研究的作者之一，他解释了其中的意义："这相当于损失了两倍半伊利湖的水量"。

在干旱时期，随着现代农业灌溉的扩大，农场和城市必须更加依赖地下水，这可能导致地下水供应下降的循环：淡水供应枯竭，雨雪无法补充，抽取更多的地下水。 根据2024年发布的联合国关于水资源压力的报告，可用水资源的减少给农民和社区带来了压力，可能导致饥荒、冲突、贫困，当人们转向受污染的水源时，疾病的风险也会增加。

格雷斯后续卫星汤姆号和杰瑞号测量地球的质量变化。 图片来源：NASA - JPL-Caltech

卫星洞察全球水资源变化

研究小组利用德国航空航天中心、德国地球科学研究中心和美国国家航空航天局（NASA）运营的 GRACE（重力恢复与气候实验）卫星的观测数据，确定了全球淡水骤减的现象。 GRACE卫星以月为单位测量地球重力的波动，揭示了地面和地下水质量的变化--也称为陆地储水量。 最初的GRACE卫星于2002年3月至2017年10月期间飞行，随后于2018年5月发射了GRACE-FO（GRACE-Follow On）卫星，如图所示。

本页顶部的地图显示了卫星数据显示各地陆地储水量达到 22 年最低值的年份。 全球淡水的减少始于巴西北部和中部的大旱，随后不久，澳大拉西亚、南美洲、北美洲、欧洲和非洲相继发生大旱。

气候影响和持续干旱

从2014年底到2016年，热带太平洋海洋温度升高，最终导致了自1950年以来最严重的厄尔尼诺现象之一，导致大气喷流发生变化，改变了世界各地的天气和降雨模式。 然而，即使在厄尔尼诺现象消退之后，全球淡水也未能回升。 事实上，罗德尔和团队报告说，GRACE 观测到的全球 30 次最严重干旱中有 13 次发生在 2015 年 1 月之后。 他们怀疑，全球变暖可能是淡水持久枯竭的原因之一。

美国宇航局戈达德气象学家迈克尔-博西洛维奇说，全球变暖导致大气中的水蒸气增多，从而导致极端降水增多。 虽然每年的降雨和降雪总量可能不会发生显著变化，但强降水事件之间的长时间间隔会让土壤变得干燥和更紧实。 这就减少了降雨时地面能够吸收的水量。

博西罗维奇说："当降水量极大时，问题就在于水最终会流走，而不是浸入地下并补充地下水储存。 从全球来看，自 2014-2016 年厄尔尼诺现象以来，淡水水位持续走低，而更多的水以水蒸气的形式滞留在大气中。气温升高既增加了地表水向大气的蒸发，也增加了大气的持水能力，从而增加了干旱的频率和强度。"

预测水趋势的挑战

弗吉尼亚理工大学的水文和遥感科学家 Susanna Werth 说，虽然有理由怀疑淡水骤减的主要原因是全球变暖，但要明确地将两者联系起来却很困难。气候预测存在不确定性，测量和模型总是存在误差。

全球淡水量是会反弹至2015年之前的数值，还是保持稳定，抑或继续下降，还有待观察。 罗德尔说："考虑到现代气温记录中最温暖的九年与淡水骤减的年份相吻合，我们认为这不是巧合，它可能是未来的一个预兆。"

美国国家航空航天局地球观测站的图片，由 Wanmei Liang 使用 Rodell、Matthew 等人 (2024) 的数据拍摄。 艺术家绘制的 GRACE-FO 图，NASA/JPL-Caltech.