دانشمندان ناسا اخیراً با بررسی دقیق داده‌های مربوط به آب کره زمین، تغییرات قابل توجهی را در چرخه جهانی آب طی دو دهه اخیر مشاهده کرده‌اند. این تغییرات که عمدتاً ناشی از فعالیت‌های انسانی، به ویژه کشاورزی هستند، می‌توانند تأثیرات عمیقی بر نحوه مدیریت منابع آب در سراسر جهان داشته باشند.
فعالیت‌های انسانی، به ویژه کشاورزی، به طور مستقیم و غیرمستقیم بر چرخه آب تأثیر می‌گذارند. استفاده بی‌رویه از آب برای آبیاری زمین‌های کشاورزی، تغییر کاربری اراضی و تخریب جنگل‌ها از جمله عواملی هستند که می‌توانند منجر به تغییر الگوی بارش، تبخیر و جریان‌های آبی شوند.
یافته‌های ناسا نشان می‌دهد که فرضیات رایج در مورد نحوه عملکرد چرخه آب و میزان دسترسی به منابع آب در برخی مناطق دیگر معتبر نیستند. به عنوان مثال، ممکن است مناطقی که قبلاً به عنوان مناطق مستعد خشکسالی شناخته می‌شدند، اکنون با افزایش میزان بارش مواجه باشند و بالعکس. این تغییرات می‌توانند پیامدهای جدی برای برنامه‌ریزی خشکسالی و مدیریت سیل داشته باشند. اگر اطلاعات مربوط به منابع آب دقیق نباشد، نمی‌توان به طور مؤثر برای مقابله با خشکسالی و سیل برنامه‌ریزی کرد. این امر می‌تواند منجر به کمبود آب، خسارات مالی و جانی و حتی بحران‌های اجتماعی شود.
چرخه جهانی آب دچار تغییرات بزرگ شده است
دانشمندان ناسا پس از تحلیل داده‌هایی که در نزدیک به 20 سال جمع‌آوری شدند، متوجه شده‌اند که چرخه آب جهانی در حال تغییراتی است که هرگز پیش از این دیده نشده بود. این تغییرات، که عمدتاً به دلیل فعالیت‌های انسانی مانند کشاورزی ایجاد شده‌اند، می‌توانند تأثیرات قابل توجهی بر اکوسیستم‌ها و مدیریت منابع آبی، به ویژه در برخی مناطق خاص، داشته باشند.
سوجای کمار (Sujay Kumar)، دانشمند تحقیقاتی در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در مریلند و یکی از نویسندگان این مطالعه که در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده است، گفته:
ما با استفاده از داده‌ها به این نتیجه رسیدیم که تأثیر مداخله انسان در چرخه آب جهانی بسیار بیشتر از آن چیزی است که پیش از این تصور می‌کردیم.
تأثیرات بر استراتژی‌های مدیریت آب
وانشو نی (Wanshu Nie)، نویسنده اصلی این مطالعه و دانشمند تحقیقاتی در ناسا اینگونه توضیح می‌دهد که این تغییرات پیامدهای جهانی دارند. بسیاری از استراتژی‌های کنونی مدیریت آب، مانند ساخت زیرساخت‌های مقاوم در برابر سیلاب یا توسعه سیستم‌های هشدار خشکسالی، بر اساس این فرض است که چرخه آب در محدودیت‌های قابل پیش‌بینی باقی می‌ماند.
وی اشاره کرده:
این فرض ممکن است برای برخی مناطق دیگر درست نباشد. امیدواریم این تحقیق به عنوان نقشه راهی برای بهبود ارزیابی تغییرات منابع آبی و برنامه‌ریزی برای مدیریت پایدار منابع، به ویژه در مناطقی که این تغییرات بیشتر محسوس است، عمل کند.
یک مثال از تأثیرات انسانی بر چرخه آب در شمال چین است که با خشکسالی مداوم مواجه است. اما در بسیاری از مناطق، پوشش گیاهی همچنان به خوبی رشد می‌کند، بخشی از این مسئله به خاطر این است که تولید کنندگان همچنان با پمپاژ آب بیشتر از منابع آب زیرزمینی، زمین‌های خود را آبیاری می‌کنند. کمار معتقد است که این مداخلات انسانی مرتبط معمولاً منجر به تأثیرات پیچیده‌ای بر سایر متغیرهای چرخه آب، مانند تبخیر و تعرق و روان‌آب‌ها می‌شود.
سه نوع اصلی تغییرات در چرخه آب
نی و همکارانش بر سه نوع مختلف از تغییرات در چرخه آب تمرکز کردند: اول، یک روند مانند کاهش آب در یک منبع آب زیرزمینی؛ دوم، تغییر در فصلیت، مانند شروع زودتر فصل رشد در سال، یا ذوب شدن زودتر برف‌ها؛ و سوم، تغییر در وقایع شدید، مانند بروز سیلاب‌های “صد ساله” که به طور مکرر اتفاق می‌افتند.
دانشمندان داده‌های سنجش از دور را از سال 2003 تا 2020 از چندین منبع مختلف ماهواره‌ای ناسا جمع‌آوری کردند: ماهواره مأموریت اندازه‌گیری بارش جهانی برای داده‌های بارش، مجموعه داده رطوبت خاک از ابتکار تغییر اقلیم آژانس فضایی اروپا، و ماهواره‌های بازیابی جاذبه و آزمایش اقلیمی برای داده‌های ذخیره آب‌های زمینی. آن‌ها همچنین از محصولات ابزار ماهواره‌ای تصویربرداری با وضوح متوسط برای ارائه اطلاعات درباره سلامت پوشش گیاهی استفاده کردند.
پیشرفت مدل‌های چرخه آب برای آینده
آگوستو گتی‌رانه (Augusto Getirana)، دانشمند تحقیقاتی در ناسا و یکی از نویسندگان این مقاله، گفته:
این مقاله چندین سال تلاش تیم ما در توسعه قابلیت‌های تحلیل داده‌های ماهواره‌ای را ترکیب می‌کند و به ما این امکان را می‌دهد که به طور دقیق جریان‌ها و ذخایر آب قاره‌ها در سراسر سیاره را شبیه‌سازی کنیم.
نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که مدل‌های سیستم زمین که برای شبیه‌سازی چرخه آب جهانی در آینده استفاده می‌شوند باید تغییر کنند تا تأثیرات جاری فعالیت‌های انسانی را در خود بگنجانند. نی در همین زمینه می‌گوید:
با داده‌های بیشتر و مدل‌های بهبود یافته، تولید کنندگان و مدیران منابع آبی می‌توانند وضعیت جدید آب محلی خود را درک کرده و به طور مؤثرتری برنامه‌ریزی کنند.
