Sorprendentes cambios de agua dulce a nivel global
Los satélites de la NASA revelan grandes cambios en el agua dulce global: hacia un modelo de lo húmedo se hace más húmedo, lo seco se hace más seco
En un estudio único en su tipo, los científicos combinaron una serie de observaciones de la Tierra por un satélite de la NASA con datos sobre actividades humanas para mapear las ubicaciones en las que el agua dulce está cambiando en todo el mundo y determinar por qué.
El estudio, publicado en la revista Nature, revela que las áreas de tierra húmeda de la Tierra se están humedeciendo y las áreas secas se están secando debido a una variedad de factores, incluida la gestión del agua humana, el cambio climático y los ciclos naturales.
Un equipo dirigido por Matt Rodell del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, utilizó 14 años de observaciones de la misión espacial USACE / German Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) para rastrear las tendencias mundiales en agua dulce en 34 regiones alrededor del mundo. mundo.
Para entender por qué surgieron estas tendencias, necesitaron obtener datos de precipitación satelital del Proyecto de Climatología de Precipitación Global, NASA / U.S. Imágenes geológicas del Landsat Survey, mapas de riego e informes publicados de actividades humanas relacionadas con la agricultura, la minería y las operaciones de yacimientos. Solo a través del análisis de los conjuntos de datos combinados los científicos pudieron obtener una comprensión completa de los motivos de los cambios en el agua dulce de la Tierra, así como del tamaño de esas tendencias.
Zonas húmedas, más húmedas; zonas secas, más secas
"Esta es la primera vez que utilizamos observaciones de múltiples satélites en una evaluación exhaustiva de cómo está cambiando la disponibilidad de agua dulce en toda la Tierra", dijo Rodell. "Un objetivo clave era distinguir los cambios en el almacenamiento del agua terrestre causados ??por la variabilidad natural -puntos húmedos y secos asociados con El Niño y La Niña, por ejemplo- de las tendencias relacionadas con el cambio climático o los impactos humanos, como el bombeo del agua subterránea desde un acuífero más rápido de lo que se repone”.
El agua dulce se encuentra en lagos, ríos, suelos, nieve, aguas subterráneas y hielo. La pérdida de agua dulce de las capas de hielo en los polos, atribuida al cambio climático, tiene implicaciones para el aumento del nivel del mar. En tierra, el agua dulce es uno de los recursos más esenciales de la Tierra, para el agua potable y la agricultura. Si bien el suministro de agua de algunas regiones es relativamente estable, otras experimentaron aumentos o disminuciones.
"Lo que estamos presenciando es un gran cambio hidrológico", dijo el coautor Jay Famiglietti del Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA en Pasadena, California.
"Vemos un patrón distintivo de las zonas húmedas del mundo cada vez más húmedas, que son las latitudes altas y los trópicos, y las zonas secas que se hacen más secas. Incrustadas en las zonas secas vemos múltiples puntos de acceso debido a la disminución del agua subterránea".
Famiglietti señaló que si bien la pérdida de agua en algunas regiones, como las capas de hielo que se derriten y los glaciares alpinos, está claramente impulsada por el clima cálido, requerirá más tiempo y datos para determinar las fuerzas detrás de otros patrones de los cambios del agua dulce.
"El modelo de wet-getting-wetter, dry-getting-dry durante el resto del siglo XXI es pronosticado por los modelos del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático, pero necesitaremos un conjunto de datos mucho más largo para poder decir definitivamente si el clima el cambio es responsable de la aparición de cualquier patrón similar en los datos de GRACE ", dijo.
Los satélites gemelos GRACE, lanzados en 2002 como una misión conjunta con el Centro Aeroespacial Alemán (DLR), midieron con precisión la distancia entre las dos naves espaciales para detectar cambios en el campo de gravedad de la Tierra causados ??por movimientos de masa en el planeta. Con este método, GRACE siguió las variaciones mensuales en el almacenamiento de agua terrestre hasta que su misión científica finalizó en octubre de 2017.
Sin embargo, las observaciones satelitales de GRACE por sí solas no pudieron decirle a Rodell, Famiglietti y sus colegas qué causaba las tendencias aparentes.
"Examinamos información sobre precipitación, agricultura y bombeo de aguas subterráneas para encontrar una posible explicación de las tendencias estimadas de GRACE", dijo la coautora Hiroko Beaudoing de Goddard y la Universidad de Maryland en College Park.
Por ejemplo, aunque el bombeo de aguas subterráneas para usos agrícolas contribuye significativamente al agotamiento de agua dulce en todo el mundo, los niveles de agua subterránea también son sensibles a ciclos de sequía persistente o condiciones de lluvia.
Famiglietti señaló que tal combinación probablemente sea la causa del agotamiento significativo del agua subterránea observada en el Valle Central de California de 2007 a 2015, cuando se redujo el reabastecimiento de agua subterránea debido a la lluvia y las nevadas combinado con un mayor bombeo para la agricultura.
El sudoeste de California perdió 4 gigatoneladas de agua dulce por año durante el mismo período. Una gigatonelada de agua llenaría 400,000 piscinas olímpicas.
Una mayoría del agua dulce en California viene en forma de lluvia y nieve que se acumulan en el manto de nieve de Sierra Nevada y luego se maneja a medida que se derrite en las aguas superficiales a través de una serie de embalses. Cuando los ciclos naturales provocaron menos precipitaciones y disminuyeron la capa de nieve y las aguas superficiales, las personas confiaron más en las aguas subterráneas.
Las tendencias hacia abajo en el agua dulce observadas en Arabia Saudita también reflejan las presiones agrícolas. De 2002 a 2016, la región perdió 6.1 gigatoneladas por año de agua subterránea almacenada.
Las imágenes de los satélites Landsat muestran un crecimiento explosivo de las tierras de cultivo irrigadas en el árido paisaje desde 1987 hasta el presente, lo que puede explicar la mayor reducción. Los análisis del equipo también identificaron grandes tendencias de almacenamiento de agua dulce terrestre de una década que no parecen ser directamente relacionado con actividades humanas.
Los ciclos naturales de lluvia alta o baja pueden causar una tendencia que es poco probable que persista, dijo Rodell. Un ejemplo es la cuenca occidental Zambezi de África y el Delta Okavango, un abrevadero vital para la vida silvestre en el norte de Botswana. En esta región, el almacenamiento de agua aumentó a una tasa promedio de 29 gigatoneladas por año desde 2002 hasta 2016. Este período húmedo durante la misión GRACE siguió al menos dos décadas de sequedad. Rodell cree que es un caso de variabilidad natural que ocurre durante décadas en esta región de África.
Los investigadores encontraron que una combinación de presiones naturales y humanas puede conducir a escenarios complejos en algunas regiones. La provincia de Xinjiang en el noroeste de China, aproximadamente del tamaño de Kansas, limita con Kazajstán al oeste y el desierto de Taklamakan al sur y abarca la porción central de las montañas Tien Shan. Durante las primeras décadas de este siglo, las disminuciones de agua previamente documentadas ocurrieron en Xinjiang. Rodell y sus colegas unieron múltiples factores para explicar la pérdida de 5,5 gigatoneladas de almacenamiento de agua terrestre por año en la provincia de Xinjiang. Menos lluvia no fue el culpable.
También se estaban produciendo adiciones a las aguas superficiales por el derretimiento de los glaciares inducido por el cambio climático y el bombeo de aguas subterráneas de las minas de carbón. Pero estas adiciones fueron más que compensadas por los agotamientos causados ??por un aumento en el consumo de agua por tierras irrigadas y la evaporación del agua del río desde el suelo del desierto.
Nuevo satélite
El sucesor de GRACE, llamado GRACE Follow-On, una misión conjunta con el Centro Alemán de Investigación en Geociencias (GFZ), actualmente se encuentra en la Base de la Fuerza Aérea de Vandenberg en California sometiéndose a los preparativos finales para el lanzamiento no antes del 22 de mayo.
Para obtener más información sobre cómo la NASA estudia la Tierra, visite NASA-JPL https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7127