在新墨西哥州，流經阿爾伯克基的格蘭德河流量僅為正常流量的四分之一。該州西南部乾旱的牧場和草地都被農業部評為狀況不佳。
根據週四釋出的美國乾旱監測報告，該州 45% 的地區正遭受“極度”乾旱，是全國最嚴重的。類似的情況也存在於南部大平原的大部分地區。
在這樣的時期，當河流和灌溉渠乾涸，降雨不足時，農民和牧場主會轉向地表下的地下水來澆灌他們的莊稼和牧場。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞工作： 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於當今世界發現和塑造我們世界的有影響力的故事的未來。
由於持續的乾旱幾乎已成為美國大部分農業用地的一種生活方式，農業這根“稻草”正在吸取越來越多的地下水。
雖然一些地區暫時擺脫了乾旱的困境，但總的來說，自上次大自然帶來充分補充所需的雨雪以來已經過去了一段時間。
根據上週發表在《科學》雜誌上的一篇論文，這導致美國南部一半地區，從西弗吉尼亞州到加利福尼亞州，自 2003 年以來地下水顯著減少。
全球性問題
科學家和地下水觀察者之所以能夠部分地看到全國範圍內的這種變化，是因為一個名為 NASA 重力恢復和氣候實驗 (GRACE) 的衛星專案，這是一項引人入勝的努力，能夠測量地表下水量的變化。
在這篇論文中，加州大學歐文分校水文建模中心主任 Jay Famiglietti 和 NASA 戈達德太空飛行中心水文科學實驗室主任 Matthew Rodell 回顧了 GRACE 專案的一些成就，並呼籲繼續對該專案進行投資，以改善美國和全球的地下水資源管理。
Famiglietti 說：“美國目前正面臨著非常可怕的局面，坦率地說，我認為很多人都沒有意識到。” “我指的是地下水迅速枯竭。”
在 Famiglietti 的論文中，有一張美國彩色地圖，顏色都是藍色、綠色、黃色和紅色。在南部地區，密集的紅色畫素表示從 2003 年到 2013 年總的水量損失大於增加的地方。
有很多這樣的地方。
雖然在地方層面，一些水資源管理者可能知道他們的地下水或蓄水層正在枯竭，但 Famiglietti 強調了 GRACE 衛星的獨特能力，它能夠看到全國甚至全球地下水的情況。
這位研究人員正在繪製全球地下水枯竭地圖，並表示他在美國看到的情況與全球趨勢相符，即乾旱和半乾旱地區的地下水正在流失，而北部緯度和熱帶地區正在變得更加潮溼。
感知引力的差異
美國宇航局的羅德爾解釋說，與大多數透過觀察上方地球部分來收集資料的衛星不同，GRACE 並不算“看到”，而是“感覺到”引力的影響。這種獨特的方法使其能夠跟蹤地下水。
這項任務實際上是一對雙胞胎衛星，它們不斷測量彼此之間的距離，大約 100 英里，“精確到紅細胞的大小”，他說。
當它們在地球上方 285 英里處飛行時，衛星會透過加速或減速來響應地球引力場的顛簸。前導的 GRACE 衛星首先響應，另一顆衛星在幾秒鐘後響應，導致它們之間的距離發生變化。
例如，山脈的引力會導致每顆衛星先加速，然後在經過時減速。如果那座山上有雪，衛星的反應會更強烈，起初加速更多，然後在經過時減速更多。
羅德爾說：“水很重，因此雪、地下水、土壤溼度和地表水會影響 GRACE 衛星的軌道，足以使用衛星間測距 [分離] 測量來檢測到。”
這些資訊，以及來自衛星上的 GPS 儀器和加速度計的測量結果，這些資訊說明了與地球引力場無關的運動，都被組合在超級計算機中，每月建立一張新的地球引力場地圖。
其他影響引力的因素，如海洋和大氣層，都被減去，新地圖與平均地圖之間的差異使科學家能夠看到地球上從奧加拉拉蓄水層到格陵蘭冰原的水位高於或低於正常水平的地方。
內布拉斯加大學林肯分校國家乾旱緩解中心的氣候學家馬克·斯沃博達說，每週四更新的、提供全國乾旱情況的乾旱監測報告使用了 GRACE 資料。
斯沃博達說，GRACE 以三種方式幫助乾旱監測報告的工作人員。它為他們提供了全國範圍的覆蓋，即使在他們缺乏地面資料收集的地區；它可以看到土壤溼度，這是一個相對監測不充分但又是乾旱的關鍵組成部分；並且它可以看到地下水。
斯沃博達說，地下水“受到的監測甚至更少”。
看到其他人看不到的東西
“GRACE 使我們能夠深入得多。它穿過土壤層一直到達地下水錶，”他說。
雖然該計劃非常有用，但它也存在侷限性。
儘管衛星之間的測量非常精細，但由於必須減去和考慮所有其他因素，它的解析度僅精確到大約 150,000 平方公里，面積大約相當於伊利諾伊州。
這在河流流域層面上仍然有用，但 Famiglietti 希望看到這個數字減少到大約 50,000 平方公里，也許在定於 2017 年發射的下一版 GRACE 衛星上實現。
不過，科學家們表示，更大的問題是，由於處理資料需要時間，這些資料在收集後兩到六個月才能獲得。
這意味著對於那些希望根據這些資料做出決策的管理人員來說，這些資訊的可用性較低。
“儘快獲取資料很重要，”Famiglietti 說。“例如，我們可以利用美國南部地區的資料，並利用過去三到四個月發生的情況來預測夏季末的乾旱情況。
“但我們現在無法做到這一點，因為我們沒有資料，它出來的速度不夠快。”
美國宇航局的羅德爾說，這正在進行中，他指出德克薩斯大學的研究員斯里尼瓦斯·貝塔德普爾正在努力將這種延遲縮短到資料收集後的一到兩週。
斯沃博達說：“對於任何即時的運營產品來說，每天或每週生產一些東西至關重要。” “這應該是目標。”
經環境與能源出版有限責任公司許可，轉載自 Climatewire。www.eenews.net，202-628-6500