NASA udforsker vores ferskvandsverden i forandring

Vand er så almindeligt, at vi ofte tager det for givet. Men for meget – eller for lidt af det – skaber overskrifter.

Katastrofale oversvømmelser i det amerikanske midtvest i foråret har forårsaget skader for milliarder af dollars og skabt kaos med afgrøder, efter regn tippede en massesmeltning af sne. Syv års tørke i Californien, der var så invaliderende, at den førte til vandrationering kom til en afslutning, efter at en våd og snefyldt vinter afsluttede adskillige år med langsom tilbageslag og genopfyldte den vitale bjergsnepakke.

Disse bestræbelser er formet af lokal geografi og specifikke brugerbehov for at sikre, at de adresserer ferskvandsdata, der er mest værdifulde for samfund. Af denne grund, NASA understøtter en række vandhåndteringsapplikationer, der er tilpasset til at understøtte forskellige regioner. For eksempel, NASA's Western Water Applications Office arbejder med forskellige enheder i det vestlige USA, herunder statslige regeringer, stammenationer, og private industrier til at spore virkningerne af tørke på landbruget og generelle vandforsyninger. I udlandet, NASA samarbejder med det amerikanske agentur for international udvikling gennem SERVIR-programmet for at levere satellitdata, computerværktøjer, og træning til lokale partnere, der forbedrer lokale oversvømmelsesprognoser i Afrika og vurderer klimapåvirkninger på bjergsnepakker i Himalaya, blandt andre indsatser.

Disse programmer er blot nogle få eksempler på mange NASA-støttede projekter. Hundredvis af andre forskere, regerings kontorer, og non-profits udvikler deres egne vandhåndteringsværktøjer og applikationer ved hjælp af NASAs gratis og åbne datasæt.

Vand fra sne

NASA forbedrer eksisterende og udvikler nye fjernmålingsmetoder, der kan afsløre, hvor meget vand der er lagret i bjerge og sæsonbestemt snepakning - en af ​​verdens mest vitale kilder til ferskvand. Mere end en milliard mennesker, spænder over flere kontinenter, stole på vand fra bjergsne til deres vandforsyninger, der understøtter drikkevand, landbrug, og endda vandkraft. Snefaldsmønstre skifter over tid, imidlertid, både år til år fra naturlig variabilitet og på grund af langsigtede klimaeffekter. Med vedvarende menneskelige krav, evnen til nøjagtigt at måle, hvor meget vand der er i bjergsnepack, bliver en endnu mere kritisk evne.

Gennem programmet Airborne Snow Observatory, NASA og Californiens Department of Water Resources bruger instrumenter monteret på fly til at skabe højopløsningsestimater af snevandsindhold til prioriterede vandskel i det vestlige USA. De indsamlede data hjælper med at bestemme tidspunktet for forårssmeltningen, som har nedstrømseffekter på vandkraftproduktion og planlægning af, hvor meget vand der kan holdes i reservoirer.

NASA er også fokuseret på den langsigtede udvikling af værktøjer til at måle vand i sne gennem en luftbåren feltkampagne kaldet SnowEx. Denne type feltkampagne forbinder detaljerede målinger af sne i Colorado Rocky Mountains taget af forskere på jorden med fjernmålingsobservationer foretaget af fly, der flyver over jorden. Forbindelserne fra disse meget detaljerede datasæt vil hjælpe videnskabsmænd med at designe fremtidige satellitmissioner, der vil foretage lignende målinger fra rummet.

Målinger af luftbåren sne, samt andre programmer, supplere langsigtede regionale observationer fra NASA-satellitter, der skaber estimater for hele bjergkæder i det vestlige USA og rundt om i verden.

Vand i himlen

Når vi tænker på vand på jorden, tænker vi måske på havet, floder og søer. Men mens vandet kredser rundt om planeten, atmosfæren holder på fugt, skabe et reservoir på himlen, der periodisk kondenserer til regn og sne. NASA er en del af et team fra mere end et dusin lande, hvis satellitter arbejder sammen om at levere globale nedbørsdata hver halve time. Over land, regn har øjeblikkelig virkning, når den trænger ned i jorden, som understøtter afgrøder.

Nedbørsdata er en af ​​de mest essentielle for at overvåge ferskvands bevægelser rundt om planeten, og går ind i applikationer, der berører folks hverdag, herunder vejrudsigt, overvågning af afgrøder, og forudsigelse af oversvømmelser. For mange dele af verden, især udviklingslande og svært tilgængeligt terræn, hvor jordmålinger er sparsomme til ikke-eksisterende, disse globale NASA-datasæt er nogle gange den eneste konsekvente kilde til information om nedbør og jordfugtighed.

en halv verden væk, tørken i det østlige Australien tømte hvedeafgrøden så meget, at den måtte importeres for første gang i 12 år. I det østlige Afrika og Mellemøsten, nogle af de mest alvorlige tørkeforhold på Jorden bidrager til stressede afgrøder i Somalia, Sudan, og Yemen.

Uanset om det er bekymret med oversvømmelser, tørke, eller status og kvalitet af vandforsyninger, at imødekomme de vandrelaterede behov hos mennesker på Jorden starter med at vide, hvor vandet er. Med unik udsigt fra rummet, NASA er på forkant med at studere og overvåge denne mest værdifulde ressource, der konstant er i bevægelse. Forskere bruger data fra satellitter, fly, og andre bestræbelser, for at finde ud af, hvor og hvornår vand er tilgængeligt rundt om i verden, hvor meget, og hvordan ændrer disse mønstre sig. De finder derefter ud af, hvordan de bedst bruger disse data og får dem i hænderne på de mennesker, der har mest brug for dem.

I løbet af de næste par uger, vi vil udforske områder af NASA-forskning i Jordens ferskvand og undersøge, hvordan disse fremskridt hjælper mennesker med at løse problemer i den virkelige verden.

NASA og dets partnere bruger satellitter til at revolutionere vores evne til at spore og forstå strømmen af ​​ferskvand rundt om Jorden – uanset om det er i atmosfæren, ved jordens overflade, or underground. I de sidste to årtier, freely available NASA datasets have been used for extensive research into the movement, fordeling, and interaction of each part of the water cycle worldwide.

It's a complex cycle:Evaporating from warm tropical oceans, freshwater condenses into clouds, circulating on the winds where a portion of it falls as rain or snow. På jorden, freshwater is stored in ice, sne, floder og søer. Eller, it soaks into the ground, disappearing from view to infiltrate into soils and aquifers. Eller, before it disappears from view, it can evaporate back to the atmosphere, where moisture is tightly related to Earth's energy flow, which in turn influences weather patterns that govern freshwater's distribution.

"Fresh water is critically important to humans, both in obvious ways and in unseen ways such as moving heat around Earth's entire climate system, " sagde Jared Entin, terrestrial hydrology program manager in the Earth Science Division at NASA Headquarters, Washington. "With our current satellites, we are now making great progress in pinning down both the detail needed for local water decisions and the global view essential to better understanding our changing climate."

Researchers funded by NASA have used satellite and airborne data to better inform existing tools for flooding, drought forecasts and famine relief efforts, and for planning and monitoring regional water supplies. These efforts are tackling some of the most pressing needs of people around the world.

Water from Below

NASA satellites monitoring Earth's gravity field have given scientists insight into the movement of large masses such as ice and water—including water hidden underground. This global look at changes to the amount of water storied in aquifers, massive underground freshwater reservoirs, has revealed some concerning trends. Of the 37 largest aquifers on Earth, a third of them are being depleted by communities pumping the water faster than it recharges from rainfall. These water declines occur primarily where agriculture and aquifers coincide, and where human water demands can easily exacerbate conditions of periodic drought. Among those most stressed in the past decade are the Central Valley of California, the Indus Basin in northwestern India and Pakistan, and the Arabian Aquifer System in Saudi Arabia.

About 70% of all freshwater on Earth is used for irrigated agriculture. Underground aquifers are water sources that act like waiting bank savings accounts, providing a dependable supply and making agriculture possible in arid areas where significant rain events may only occur once a year and during droughts when surface water is scarce. We do not know the full extent of these underground water aquifers or when they may run dry, but understanding the change in available water that occurs both seasonally and throughout the satellite record helps decision-makers manage their resources.

In addition to witnessing the effects of agriculture, the satellite data show the effects of climate change, most notably in the decline of sea ice and ice sheets at the poles. They also observe the ups and downs of more natural variability that reflects a region's span of wet or dry years. As the global satellite record extends into the future, researchers and water managers will continue to monitor freshwater hidden below as climate patterns shift and human demands grow.