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重力卫星揭华北平原成世界最大地下水"漏斗区"

2018-05-28 07:49:18  新京报    参与评论()人

中国地质科学院水文地质环境地质研究所所长石建省接受媒体采访时表示,华北一些城乡集中供水的水井已经打到500米深,开采到了数百万年前地质历史时期形成的地下水。这些水像化石资源一样,很难更新、循环迟缓,如果不严格管理,后果会很严重。

外太空“天眼”监测地下水演变

2002年,德美两国合作的卫星发射升空,以两颗卫星编队形式,在距离地面400多公里的轨道上运行。

“它们就像《猫和老鼠》里的汤姆和杰瑞,在太空中相互‘追逐’。”冯伟形容。GRACE卫星采用了微波测距技术,当卫星所对的地球重力场发生变化,两个卫星的距离将随之发生轻微改变,时近时远,测量误差小于0.1个微米,相当于头发直径的百分之一。

根据两颗卫星的距离变化,研究者可以反演推算出地球重力场发生的改变。而地球重力场变化则是物质迁移导致的,包括水储量、冰川质量、海水质量的变化等。

在降水较多的地区,例如中国华南,地球重力场主要由于地表水和土壤水的变化导致。而在相对干旱的地区,地下水变化是影响地球重力场变化的重要因素之一。因此,在诸如中国华北平原的干旱地区,GRACE观测数据可以很好地反映地下水的演变。

研究者通过GRACE监测的地球重力变化估计出总的水质量变化,再结合其他实测与模型资料,进一步扣除地表水和土壤水的影响,就可以定量监测地下水的变化情况。

自第一代GRACE卫星升空后,15年间,全世界的科学家利用GRACE数据进行了持续的地下水储量变化的监测,包括印度北部地区、美国加州中央山谷地区和中东地区等全球著名的地下水“漏斗区”。

“GRACE已成为监测全球大中尺度地下水变化的唯一观测手段。”冯伟说。

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