ناسا، دانشگاه نبراسکا نقشه های جدید آبهای زیرزمینی جهانی و پیش بینی های خشکسالی ایالات متحده را منتشر کردند. داده های ماهواره ای در مورد حرکت آب بر روی زمین به بهبود دقت نقشه ها و پیش بینی های رطوبت کمک می کند. محققان ناسا نقشه های جهانی هفتگی مبتنی بر ماهواره و رطوبت خاک و شرایط رطوبت آب های زیرزمینی و پیش بینی های یک تا سه ماهه ایالات متحده از هر محصول را تهیه کرده اند. در حالی که نقشه های شرایط خشک / مرطوب فعلی ایالات متحده از سال 2012 در دسترس است، این اولین جدول زمانی است که در سطح جهان در دسترس است.

پیش بینی های 30-، 60 و 90 روزه از شرایط خشک و مرطوب، نسبت به سابقه تاریخی در 48 ایالت آمریکا، از داده های آب زیرزمینی ماهواره ای GRACE-FO برای شرایط اولیه استفاده می کنند. منبع: ناسا / استودیوی تجسم علمی

متد رودل از مرکز پروازهای فضایی Goddard ناسا در گرینبلت، مریلند گفت: "محصولات جهانی از این جهت مهم هستند که نقشه های خشکسالی در سراسر جهان بسیار اندک است." "خشکسالی معمولاً وقتی در کشورهای پیشرفته اتفاق می افتد کاملاً شناخته شده است. اما وقتی خشکسالی در آفریقای مرکزی وجود دارد، ممکن است تا زمانی که باعث بحران انسانی نشود، مورد توجه قرار نگیرد. بنابراین داشتن محصولی مانند این که مردم بتوانند بگویند ارزشمند است.، "واو، آنجا واقعاً خشک است و هیچ کس آن را گزارش نمی کند."

محققان با استفاده از اندازه گیری های انجام شده از دو ماموریت ماهواره ای که به یک مدل رایانه ای تبدیل شده اند، نقشه های جهانی از آبهای خاکی در اطراف کره زمین ایجاد کرده اند. علاوه بر این، آنها می توانند حداکثر تا سه ماه از زمان موجود بودن آب در ایالات متحده را پیش بینی کنند. بعلاوه پروفسور برایان واردلو، مدیر مرکز فن آوری اطلاعات پیشرفته مدیریت سرزمین در UNL، که در زمینه توسعه با رودل همکاری نزدیک دارد، گفت: "دیدن یک عکس فوری از رطوبت خاک و آب های زیرزمینی برای دیدن تصویر کامل از خشکسالی مهم است." ابزار سنجش از دور برای نظارت بر خشکسالی عملیاتی می باشد.

نظارت بر رطوبت خاک برای مدیریت محصولات کشاورزی و پیش بینی عملکرد آنها ضروری است، زیرا رطوبت خاک آب موجود در ریشه گیاهان است. آبهای زیرزمینی اغلب منبع آبیاری برای آبیاری محصولات هستند. همچنین در طول دوره های خشک نهرها را حفظ می کند و شاخص مفیدی برای خشکسالی طولانی است. اما مشاهدات زمینی برای تهیه تصویر کامل از رطوبت و خشکی در چشم انداز بسیار کم است، همانطور که ترکیب ماهواره ها و مدل ها می توانند.

نگاه جهانی به آب

هم در نقشه های جهانی و هم در پیش بینی های ایالات متحده از داده های ناسا و ماهواره های بازیابی نیروی جاذبه زمین و آزمایش اقلیم مرکز تحقیقات علوم زمینی (GRACE-FO)، یک جفت ماهواره که حرکت آب بر روی زمین را براساس تغییرات زمین تشخیص می دهد، استفاده می شود. میدان جاذبه GRACE-FO جانشین ماهواره های بسیار موفق GRACE می شود که پس از 15 سال فعالیت در سال 2017 به ماموریت خود پایان دادند. با گسترش جهانی محصول و افزودن پیش بینی های ایالات متحده، داده های GRACE-FO خلا اصلی را برای درک تصویر کامل از شرایط مرطوب و خشک که می تواند منجر به خشکسالی شود پر می کنند.

مشاهدات مبتنی بر ماهواره از تغییرات در توزیع آب با داده های دیگر در یک مدل رایانه ای شبیه سازی چرخه آب و انرژی است. سپس مدل، در میان سایر خروجی ها، نقشه هایی با تغییر زمان از توزیع آب در سه عمق تولید می کند: رطوبت سطح خاک، رطوبت خاک منطقه ریشه (تقریباً سه فوت بالای خاک) و آبهای زیرزمینی کم عمق. وضوح نقشه ها 1/8 درجه عرض جغرافیایی یا حدود 8.5 مایل (13.7 کیلومتر) است که داده های مداوم مربوط به شرایط رطوبت و آب های زیرزمینی را در سراسر چشم انداز ارائه می دهد.

نقشه های مبتنی بر ماهواره GRACE و GRACE-FO از جمله مجموعه های اطلاعاتی ضروری است که توسط نویسندگان سازمان نظارت بر خشکسالی ایالات متحده استفاده شده است، نقشه برتر هفتگی شرایط خشکسالی برای ایالات متحده که توسط وزارت کشاورزی ایالات متحده و مدیریت اضطراری فدرال استفاده می شود. آژانس، از جمله، برای ارزیابی اینکه کدام مناطق ممکن است به دلیل خسارات ناشی از خشکسالی به کمک مالی نیاز داشته باشند.

برایان فوچس، متخصص اقلیم و نویسنده مانیتور خشکسالی، در مرکز خشکسالی گفت: "GRACE [اکنون GRACE-FO] زمینه ملی آب زیرزمینی را فراهم می کند." وی و دیگر نویسندگان از مجموعه داده های متعددی برای دیدن محل شواهد و شرایط خشک تر یا مرطوب تر استفاده می کنند. برای آبهای زیرزمینی، این به معنای مراجعه به داده های چاه های آب زیرزمینی ایالتهای مختلف برای به روزرسانی نقشه هفتگی بود. فوچس گفت: "داشتن این لایه آب زیرزمینی همراه با لایه های رطوبت خاک در یک نقطه باعث صرفه جویی در وقت زیادی شده است." "داده های با وضوح بالا که می توانیم وارد کنیم، به ما امکان می دهد آن خطوط خشکی یا رطوبت را به سمت خود داده بکشیم."

یکی از اهداف نقشه های جهانی جدید، در دسترس قرار دادن همان محصول سازگار در تمام نقاط جهان است - خصوصاً در کشورهایی که هیچ زیرساخت نظارت بر آب زیرزمینی ندارند. واردلو گفت: "خشکسالی در واقع یک موضوع کلیدی است... با بسیاری از پیش بینی های آب و هوا و تغییرات آب و هوا."

وی در مورد به دست آوردن اطلاعات مربوط به خشکسالی مرتبط تر، دقیق تر و به موقع تر، خواه رطوبت خاک، سلامت محصول، آب زیرزمینی، جریان سطحی - [مأموریت های GRACE] در این امر مهم هستند. "" این نوع ابزارها کاملاً مهم هستند برای کمک به ما در رفع و جبران برخی از تأثیرات پیش بینی شده، چه از رشد جمعیت، تغییر آب و هوا یا فقط افزایش مصرف آب به طور کلی..."

هر دو مرکز مدیریت پیشرفته زمین و مرکز ملی خشکسالی در دانشکده منابع طبیعی UNL مستقر هستند و آنها در حال همکاری با شرکای بین المللی از جمله آژانس توسعه بین المللی ایالات متحده و بانک جهانی برای توسعه و پشتیبانی از نظارت بر خشکسالی نقشه های جهانی GRACE-FO و سایر ابزارها در خاورمیانه، آفریقای شمالی، آفریقای جنوبی، آسیای جنوب شرقی و هند هستند.

نقشه های پیش بینی های ایالات متحده برای 48 ایالت جنوبی

خشکسالی ها هم از نظر زمان و هم از نظر گستردگی می توانند پیچیده باشند. در سطح، رطوبت خاک با توجه به شرایط آب و هوایی به سرعت تغییر می کند. رطوبت موجود در ناحیه ریشه کمی کندتر تغییر می کند اما هنوز هم بسیار در معرض اثر هوا است. در پشت هر دو آب زیرزمینی است، زیرا از تغییرات هوا عایق است. رودل گفت، اما برای چشم اندازهای طولانی مدت بر شدت خشکسالی - یا برعکس، خطر سیل در مناطق کم ارتفاع - آب زیرزمینی معیار تماشای آن است.

رودل گفت: "نقشه های آبهای زیرزمینی مانند نسخه نرم و کند شده از آنچه در سطح می بینید هستند." "آنها نمایانگر تجمع ماهها یا سالها حوادث آب و هوایی هستند." این صافکاری تصویر کاملی از روند خشک شدن یا خیس شدن کلی در منطقه را ارائه می دهد. داشتن یک حسابداری دقیق از سطح آبهای زیرزمینی برای پیش بینی دقیق شرایط آینده نزدیک ضروری است.

محصول پیش بینی جدید که شرایط خشک و مرطوب 30، 60 و 90 روز برای 48 ایالت منحده را پیش بینی می کند، از داده های GRACE-FO برای کمک به تنظیم شرایط فعلی استفاده می کند. سپس مدل با استفاده از سیستم Goddard Earth Observing، نسخه 5 پیش بینی فصلی نسخه 5 به عنوان ورودی، به موقع اجرا می شود. محققان دریافتند که با در نظر گرفتن اطلاعات GRACE-FO، رطوبت خاک و پیش بینی آبهای زیرزمینی حاصل دقیق تر است.

از آنجایی که این محصول به تازگی عرضه شده است، جامعه کاربری تازه شروع به کار با پیش بینی ها کرده است، اما واردلو یک پتانسیل بزرگ را می بیند. واردلو گفت: "من فکر می کنم محصولات نظارت بر GRACE-FO را در ترکیب با پیش بینی ها مشاهده خواهید کرد." "به عنوان مثال، محصول فعلی ایالات متحده ممکن است شرایط خشکسالی متوسطی را نشان دهد، و اگر به پیش بینی نگاه کنید و پیش بینی ماه آینده نشان دهد که روند خشک شدن ادامه دارد، پس این ممکن است تصمیم را در مقابل روند مرطوب تغییر دهد."

پیش بینی ایالات متحده و نقشه های جهانی از طریق درگاه داده مرکز خشکسالی به طور رایگان در دسترس کاربران است.

GRACE-FO همکاری بین ناسا و مرکز تحقیقات علوم زمین آلمان GeoForschungsZentrum - GFZ است. طبق قرارداد GFZ با مرکز هوافضای آلمان (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) هر دو فضاپیما از مرکز عملیات فضایی آلمان در Oberpfaffenhofen، آلمان کار می کنند. آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا ماموریت را برای اداره ماموریت علمی آژانس در مقر ناسا در واشنگتن مدیریت می کند. Caltech در پاسادنا، کالیفرنیا، JPL را برای ناسا مدیریت می کند. ماموریت GRACE-FO در اوایل سال 2018 آغاز شد.

GRACE به عنوان مأموریت مشترک ناسا و مرکز هوافضای آلمان اجرا شد. JPL مدیریت و عملیات مأموریت را مدیریت می کرد. ماموریت GRACE در اواخر سال 2017 از رده خارج شد. توسعه محصولات خشکسالی / رطوبت توسط برنامه های علمی کاربردی منابع آب، هیدرولوژی زمینی و برنامه های تیم علمی GRACE-FO ناسا تأمین شد.

برای بارگیری نقشه ها، به این آدرس مراجعه کنید.

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح