• envinow.gr

ESA: Πώς υπολογίζεται το νερό στον κύκλο του νερού;



Η ποσότητα νερού στη Γη είναι πεπερασμένη. Διατηρώντας τη ζωή, αυτός ο πολύτιμος πόρος κυκλοφορεί μεταξύ της επιφάνειας της Γης και της ατμόσφαιρας για πάνω από τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια και στην πορεία αλλάζει μεταξύ υγρού, στερεού και αερίου. Αν και η συνολική ποσότητα νερού εντός του κύκλου παραμένει σταθερή, ο τρόπος διαχωρισμού μεταξύ των διαφόρων δεξαμενών του αλλάζει συνεχώς. Με την κλιματική κρίση να οδηγεί σε πιο ακραίες ξηρασίες και πλημμύρες, η διαθεσιμότητα αρκετού γλυκού νερού εκεί που το χρειαζόμαστε είναι μια αυξανόμενη ανησυχία. Πώς μπορούμε να είμαστε βέβαιοι ότι χρησιμοποιούμε τους υδάτινους πόρους μας με βιώσιμο τρόπο;


Δεδομένου ότι ο κύκλος του νερού είναι ένα κλειστό σύστημα, θα πρέπει να είναι δυνατό να υπολογιστεί το πόσο νερό κινείται μέσα και έξω από τα διαφορετικά αποθέματα νερού της Γης με την πάροδο του χρόνου. Δυστυχώς, οι επιστήμονες δεν μπορούν ακόμη με βεβαιότητα να υπολογίσουν πού βρίσκεται όλο το νερό, τον «προϋπολογισμό του νερού». Μια ανασκόπηση με επικεφαλής τους επιστήμονες της ESA’s Climate Change Initiative και δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Δελτίο της Αμερικανικής Μετεωρολογικής Εταιρείας διερευνά το γιατί.


«Έχουμε κάνει πολλές προόδους, ειδικά σε διαστημικές παρατηρήσεις του κύκλου του νερού. Το πρόγραμμα Copernicus αποδεικνύεται ζωτικής σημασίας για μακροπρόθεσμες, συνεπείς δορυφορικές παρατηρήσεις», λέει ο κύριος συγγραφέας Wouter Dorigo, ο οποίος εδρεύει στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο της Βιέννης.


Οι συγγραφείς επισημαίνουν την πρωτοβουλία για την κλιματική αλλαγή καθώς υποστηρίζει την ανάπτυξη παγκόσμιων, μακροπρόθεσμων δορυφορικών συνόλων δεδομένων που καλύπτουν πολλά βασικά συστατικά του κύκλου του νερού, συμπεριλαμβανομένων των παγετώνων, των πάγων, της στάθμης της θάλασσας, της υγρασίας του εδάφους, των λιμνών, του χιονιού, των υδρατμών και μόνιμο παγετό


Ενώ αυτά τα δεδομένα έχουν συμβάλει στη βελτίωση της εικόνας, υπάρχουν ακόμα στοιχεία και ροές του κύκλου του νερού που οι δορυφόροι δεν μπορούν να παρακολουθήσουν.


Ο Δρ Ντόριγκο σχολίασε, «Συγκεκριμένα, δεν έχουμε ακριβή γνώση των ροών για χρήση υπόγειων υδάτων, επαναφόρτιση και φυσική εκφόρτιση, γεγονός που καθιστά δύσκολη την προβολή μελλοντικής βιώσιμης χρήσης.»



Τα υπόγεια ύδατα είναι, μακράν, το μεγαλύτερο απόθεμα υγρών γλυκών υδάτων στη Γη, αλλά δεκαετίες εξαγωγής οδήγησαν σε εξάντληση των υδροφορέων σε πολλές περιοχές του πλανήτη.


Παραδοσιακά, τα υπόγεια ύδατα μετρώνται μέσω γεωτρήσεων ή φρεατίων, αλλά τα σημεία παρατήρησης είναι αραιά και τα δεδομένα συχνά ασυνεχή. Τα δεδομένα βαρύτητας από δορυφόρους όπως αυτά από το NASA’s Gravity Recovery and Climate Experiment, GRACE και GRACE Follow-On αποστολές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση της δυναμικής των υπόγειων υδάτων. Ωστόσο, αυτό είναι περίπλοκο επειδή τα σήματα βαρύτητας από υπερβολικές δεξαμενές νερού, όπως λίμνες, χιόνι, πάγος και υγρασία στο έδαφος, πρέπει να αφαιρεθούν προτού χρησιμοποιηθούν τα σήματα για τον υπολογισμό των υπόγειων υδάτων.


«Προς το παρόν, μόνο οι δορυφόροι δεν μπορούν να λύσουν ολόκληρο το υπόλοιπο του προϋπολογισμού του νερού. Οι συντονισμένες μετρήσεις των υπόγειων υδάτων από αισθητήρες στο έδαφος είναι αυτό που χρειαζόμαστε επειγόντως, καθώς και περισσότερα δεδομένα για το νερό που χρησιμοποιούμε εμείς οι άνθρωποι, καθώς και δεδομένα για την απόρριψη του ποταμού», συνέχισε ο Δρ. Ντορίγκο.


Οι συγγραφείς ζητούν επίσης βελτιώσεις στον τρόπο με τον οποίο τα παγκόσμια αρχεία με βάση το διάστημα, όπως αυτά που παράγονται από την Πρωτοβουλία για την Κλιματική Αλλαγή, ενσωματώνονται σε μοντέλα για την εξαγωγή των συστατικών του κύκλου του νερού που δεν μπορούν να παρατηρηθούν. Επισημαίνουν τεχνικές μηχανικής μάθησης που συμβάλλουν στη μείωση των αβεβαιοτήτων και των προκαταλήψεων για την απόρριψη και την επαναφόρτιση των υπόγειων υδάτων, τη βαθιά υγρασία του εδάφους και τη χρήση άρδευσης, για παράδειγμα.


Η Susanne Mecklenburg, επικεφαλής του Γραφείου για το Κλίμα της ESA, δήλωσε: «Οι συστάσεις στην έκθεση είναι χρήσιμες και επιβεβαιώνουν ότι το νέο κλιματικό πρόγραμμα της ESA βαδίζει προς τη σωστή κατεύθυνση, υποστηρίζοντας πώς οι βασικές κλιματικές μεταβλητές συνεργάζονται για να κατανοήσουν το κλιματικό σύστημα της Γης».


Στο μέλλον, μια καλύτερη κατανόηση των τιμών των υπόγειων υδάτων θα προέλθει επίσης από μια νέα αποστολή βαρύτητας που αναπτύσσεται στο πλαίσιο του προγράμματος FutureEO της ESA. Η ESA και η NASA εργάζονται επί του παρόντος σκληρά για να πραγματοποιήσουν την αποστολή της επόμενης γενιάς της βαρύτητας, γνωστή και ως Magic. Αυτή η φιλόδοξη νέα αποστολή θα «ζυγίσει» το νερό σε όλες τις διάφορες τοποθεσίες του, συμπεριλαμβανομένου του υπόγειου, για να ρίξει περισσότερο φως στη διανομή και τη μεταφορά νερού.