Спутниковый анализ позволил составить карту истощения подземных вод по всей планете. Оказалось, в наибольшей степени сокращение запасов происходит не от уменьшения объема осадков, а там, где подземные воды активнее всего используют для орошаемого земледелия, важного для обеспечения продовольствием миллиардов людей.
Используя данные гравиметрических спутников GRACE и GRACE-Follow-On, а также передовые методы обучения нейросетей, обученных на выборке, учитывающей законы физики и гидрологии, ученые из Холонского технологического института (Бангладеш) рассчитали подробную карту изменений для всей планеты с разрешением полградуса за период с 2002 по 2022 год.
Новая математическая модель разделила общую массу воды на составляющие и выделила именно подземные резервуары, учитывая, сколько влаги реально поступает из атмосферы (с учетом дождей, испарения и стока) и насколько законы природы позволяют воде пополнять подземные запасы. Подробное описание исследования опубликовали на сайте препринтов arXiv.org.
Как показали результаты, традиционные методы анализа и глобальные гидрологические модели часто существенно недооценивают масштаб изменений в крупнейших подземных резервуарах. Чтобы преодолеть эти ограничения, авторы научной работы использовали для анализа прошлых событий и их долгосрочных последствий нейросеть, обученную на выборке, учитывающей физические закономерности.
В частности, расчеты для каждого отдельного участка планеты ограничивались реальными объемами влаги, которые может принести атмосфера. Для проверки результатов задействовали независимую глобальную сеть мониторинговых скважин, а также сопоставили полученную картину с рядом климатических моделей.
Согласно выводам, в зонах интенсивного антропогенного и климатического истощения подземные запасы сокращаются в среднем на 358 кубических километров ежегодно. Это не средняя скорость истощения в отдельных регионах: показатель отражает совокупные потери на тысячах участков планеты.
Пополнение запасов в других местах частично компенсирует эти потери, поэтому чистое глобальное сокращение составляет около 36 кубических километров в год. Наиболее критическая ситуация наблюдается в густонаселенных и активно орошаемых сельскохозяйственных регионах, включая Индо-Гангскую равнину, север Китая, Ближний Восток и западные штаты США.
В глобальном масштабе этот процесс заметно влияет на водный баланс планеты: из-за постоянного оттока воды с суши уровень Мирового океана ежегодно поднимается примерно на 0,1 миллиметра. Кроме того, столь грандиозное перемещение водных масс под землей приводит к необычному физическому эффекту: Земля буквально начинает чуть иначе вращаться, смещая свою ось. Как отметили авторы исследования, новая разработка поможет избежать ошибок старых методик и даст ученым, экологам и другим специалистам надежный инструмент для оценки водных запасов и предотвращения кризисов в регионах.
По информации https://naked-science.ru/article/climate/sostavili-kartu-istoshheniya-vod
Обозрение "Terra & Comp".
