Hvor og når overflatevann forekommer på jorden er av vital betydning for alt liv. Men det vannet er stadig i fleng. Innsjøer, elver og våtmarker ebber og flyter naturlig; mennesker avleder vann til eget bruk og demper det opp i reservoarene. Nå har forskere kartlagt millioner av høyoppløselige satellittbilder for å dokumentere jordas overflatevannshistorie i tre tiår tilbake - og avslører menneskehetens dramatiske innflytelse så vel som den naturlige variasjonen i vannmønstre.
Relatert innhold
- Forskere Oppdag den eldst kjente vannbassenget
Landbruksingeniør Jean-Francois Pekel og kollegene har laget en slags virtuell tidsmaskin som viser fortidens endringer i overflatevann og gir en grunnlinje for å kartlegge den skiftende fremtiden for vår vannrike verden. For å oppnå denne bragden, brukte Pekel og kollegene mer enn 3 millioner LANDSAT-bilder av jordas innsjøer, våtmarker og elver tatt mellom 1984 og 2015. De kvantifiserte globale vannsystemendringer over den tidslinjen på månedlig basis. Deretter analyserte de dette virkelige hav av satellittdata med Google Earth Engine sky-databehandlingsplattform.
Resultatet er like visuelt imponerende som det er vitenskapelig verdifullt. "[Dette] gjør det mulig for oss å reise tilbake i tid og foreta nøyaktige målinger av vårt skiftende miljø, " sier Pekel, fra Europakommisjonens felles forskningssenter i Ispra, Italia. "Måling av fortiden bidrar til vår forståelse av de langsiktige konsekvensene av våre økonomiske og samfunnsmessige valg, og bidrar til mer informerte ledelsesbeslutninger i fremtiden." Han legger til: "Det gamle ordtaket [er] du ikke kan styre hva du ikke kan måle. ”
Kart over distribusjon og endring i overflatevann gjennom 32 år fra over 3 millioner satellittbilder fra Landsat. Dette kartet viser elven Ob (Река Обь) i vestlige Sibir, Russland og fanger de romlige og tidsmessige mønstrene i overflatevann. Mørkeblå farger er områder med permanent vann og de lysere blå fargene er områder med sesongvann. Grønne farger representerer nye områder med sesongvann og rosa farger representerer områder med tapt sesongvann. (EU-kommisjonen - Joint Research Center, 2016) Bildene avslører at permanent overflatevann siden 1984 har forsvunnet fra et nesten 90 000 kvadratkilometer stort område som stort sett spenner over Midt-Østen og Sentral-Asia. Over 70 prosent av alt vanntapet skjedde i fem sammenhengende land: Irak, Iran, Afghanistan, Usbekistan og Kazakhstan. Tørke er delvis skylden, men det er også menneskelige aktiviteter som uregulerte elveuttak og avledninger, demninger og den påfølgende krympingen av det sørlige Aralhavet, oppfatter forfatterne.
Imidlertid har nytt permanent overflatevann dannet seg over mer enn dobbelt så stort område, og alle kontinenter unntatt Oceania viser områder med slik vekst, først og fremst på grunn av fylling av reservoaret. (Oceania viser et veldig lite tap.) Det er overraskende, fordi studier viser at mennesker generelt tapper ferskvann raskere enn vi trodde.
En av de mest slående konklusjonene å trekke fra dataene er at endring er lokalisert. Med en oppløsning på 30 meter lot disse detaljerte bildene teamet se millioner av innsjøer som hver er mindre enn 1 kvadratkilometer i størrelse, men til sammen kan utgjøre så mye som 40 prosent av jordas totale innlandsvannareal.
Noen land er vannrike: Nord-Amerika rommer litt mer enn halvparten av jordas permanente overflatevann, men er hjem til mindre enn 5 prosent av folket. Asia, der 60 prosent av menneskene bor, har bare 9 prosent av jordens permanente vann - selv om overflatevannet har vokst med 23 prosent i løpet av denne perioden, hovedsakelig på grunn av en boom i reservoarbyggingen. Afrika og Latin-Amerika har hver rundt 9 prosent av jordas permanente vann, men Afrikas vann deles av dobbelt så mange mennesker: 16 prosent av verden totalt mot 8, 6 prosent.
Kart over distribusjon og endring i overflatevann gjennom 32 år fra over 3 millioner satellittbilder fra Landsat. Dette kartet viser et innløp sør for Bird's Head-halvøya i Vest-Papua, Indonesia og fanger opp de romlige og tidsmessige mønstrene i overflatevann. Mørkeblå farger er områder med permanent vann, og de rosa fargene viser områder hvor vann forekommer sjeldnere. (EU-kommisjonen, Joint Research Center, 2016) Hver region inneholder også sin rettferdige andel vannvinnere og tapere. "Hvis du for eksempel vurderer USA, er landets faste overflatevann relativt stabilt - de samlede områdene har økt med 0, 5 prosent siden 1984, " sier Pekel. "Men i samme periode har seks vestlige delstater (Arizona, California, Idaho, Nevada, Oregon, Utah) mistet 33 prosent av sine faste vannflater på grunn av en kombinasjon av tørke og vedvarende krav til vann." (Relatert: Å ta en Nærmere titt på global vannmangel.)
Dai Yamazaki, en hydrodynamisk ingeniør ved Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, kaller den nye bildesamlingen den beste forståelsen ennå for jordas skiftende overflatevann. Overflatevann "er generelt den mest tilgjengelige vannressursen for mennesker i mange deler av verden, og også for mange dyr og planter er lett tilgjengelig vann viktig for deres liv, " bemerker Yamazaki, som ikke var involvert i forskning. "Videre kan eksistens eller fravær av overflatevann være en indikator på flom- og tørkehendelser [så] denne observasjonsbaserte analysen av global overflatevannsdynamikk er veldig viktig."
De viktigste overflatevannsforandringene direkte drevet av menneskelig prosjektering blir vanligvis lettere oppdaget fra verdensrommet enn de på grunn av klimavariasjon. Pekel siterer utvinningen av Turkmenistans Garabogazköl Aylagy-lagunen etter bruddet av en demning mellom lagunen og Det Kaspiske hav i 1992. Aral Sea-krisen, forårsaket i stor grad av avledning av elvene som matet havet, er også åpenbar fra verdensrommet.
Effektene av skiftende klima er vanskeligere å observere fordi de er sammenfiltret med så mange andre faktorer, inkludert å endre menneskelig bruk av vann. Men noen kan lett sees, som tørken som påvirket Australia fra 2001 til 2009.
Vannaktige endringer på verdens tak skiller seg også ut. "Noen steder, som det tibetanske platået, der den direkte menneskelige påvirkningen er begrenset, kan et årsaks- og virkningsforhold til klima etableres entydig og bekreftes faktisk av andre studier, " sier Pekel.
Kart over distribusjon og endring i overflatevann gjennom 32 år fra over 3 millioner satellittbilder fra Landsat. Dette kartet viser de øvre strekningene av elven Yenisei (Река Енисей) i Russland og fanger de romlige og tidsmessige mønstrene i overflatevann. Mørkeblå farger er områder med permanent vann, og de rosa fargene viser områder hvor vann forekommer sjeldnere. (EU-kommisjonen, Joint Research Center, 2016) Utvidelse av innsjøer på det tibetanske platået, konstaterer han, har blitt drevet av akselerert snø- og isbresmelte forårsaket av stigende temperaturer og økt nedbør. ”Det som er imponerende med det tibetanske platået, er både hastigheten og omfanget av observerte endringer i utvidelsen av innsjøen. Det er en ganske klar beskjed om at ting endrer seg raskt i den 'tredje polen', legger han til.
"Klimaendringer er fenomener i global målestokk, men folks interesse må være hvordan det påvirker deres vanlige liv, " legger Yamazaki til. ”Dette arbeidet gjøres i global målestokk, men det har tilstrekkelig romoppløsning til å oppdage lokale endringer. Dette er jeg tror hvorfor mange mennesker tror dette arbeidet er bra. ”
Pekel og kollegene laget kart som illustrerer permanent kontra sesongvann, gevinster mot tap, konsistensen av sesongens vannsykluser og mer - alt blir gjort fritt tilgjengelig på Global Surface Water Explorer. Til slutt utgjør avsløringene som leveres av dette spektakulære bilder og datasettene som ligger bak et verdifullt verktøy for å informere fremtidige styrings- og policyendringer.
