美航太總署揭示人類對地球水迴圈的驚人影響

美國國家航空暨太空總署（NASA），乃負責美國民用太空計畫以及航空航天研究的政府機構。自1958年依《國家航空暨太空法案》成立以來，NASA帶領美國展開太空探索，其中包含阿波羅登月任務、太空實驗室以及太空梭計畫。

NASA的科學家們發現，過去二十年間，全球水迴圈出現了重大變化，而這很大程度上是由農業等人力活動所引發。研究結果顯示，一些常見的水資源管理假設，在某些地區可能已不再成立，這對乾旱應對和洪水管理可能產生深遠影響。

NASA科學家分析了近二十年的資料，發現全球水迴圈正以從未見過的方式發生改變。這些主要由農業等人力活動造成的變化，可能會對生態系統以及水資源管理方式產生重大影響，尤其是在某些特定區域。

馬裡蘭州NASA戈達德太空飛行中心的研究科學家、該研究的共同作者蘇傑伊·庫馬爾表示：「透過資料同化，我們確定人類對全球水迴圈的幹預程度比我們原先認為的更為顯著。」此研究發表於《美國國家科學院院刊》。

該研究的主要作者、NASA戈達德的研究科學家聶婉姝解釋，這些變化具有全球影響。目前許多水資源管理策略，像是興建防洪基礎設施或發展乾旱警報系統，都是基於水迴圈會維持在可預測範圍內的假設。

聶婉姝指出：「對某些地區而言，這個假設可能不再成立。我們希望這項研究能成為一份指引藍圖，幫助我們更好地評估水資源的變化，並為可持續的資源管理做好規劃，尤其是在那些變化最顯著的地區。」

庫馬爾提到，人類活動對水迴圈影響的一個例子發生在中國華北地區，該地區正遭受持續乾旱，但許多地方的植被仍生長良好，部分原因是農戶持續從地下水庫抽取更多的水灌溉農地。這種相互關聯的人為幹預，往往會對水迴圈的其他變數，如蒸散作用和逕流，產生複雜的影響。

聶婉姝及其同事聚焦於水迴圈中的三種不同變化：其一，趨勢變化，例如地下水位下降；其二，季節性變化，比如典型生長季提前開始，或是融雪時間提前；其三，極端事件的變化，像是「百年一遇的洪水」更頻繁地發生。

科學家們收集了2003年至2020年間來自多個NASA衛星的遙感資料：利用全球降水測量任務衛星獲取降水資料，從歐洲太空總署氣候變化行動計劃獲取土壤水分資料集，以及透過重力恢復與氣候實驗衛星取得陸地水儲量資料。他們還使用了中解析度成像光譜儀衛星儀器的資料，以瞭解植被健康狀況。

論文共同作者、NASA戈達德的研究科學家奧古斯托·蓋蒂拉納表示：「這篇論文匯聚了我們團隊多年在衛星資料分析能力發展上的心血，使我們得以精準模擬全球各大陸的水通量和儲存量。」

研究結果顯示，用於模擬未來全球水迴圈的地球系統模型，應做出改變以納入人類活動的持續影響。聶婉姝稱，有了更多資料和改良的模型，農戶和水資源管理者便能理解並有效規劃本地水資源「新常態」的對策。

參考文獻：「非平穩性在全球陸地水迴圈及其在人類世的相互聯絡」，作者聶婉姝、蘇傑伊·V·庫馬爾、奧古斯托·蓋蒂拉納、趙龍、梅利莎·L·爾澤西恩、古塔姆·科納帕拉、沙希亞爾·哈利克·艾哈邁德、金·A·洛克、託馬斯·R·霍姆斯、布萊恩特·D·盧米斯和馬修·羅德爾，發表於2024年10月28日的《美國國家科學院院刊》。DOI：10.1073/pnas.2403707121