在北美、北欧等古冰盖地区，受冰后回弹因素影响，即使是有着“太空慧眼”之称的GRACE重力卫星，在探测地下水资源变化时也显得“无能为力”。目前，这一僵局终于被中国科学家打破。

 

来自中科院测量与地球物理研究所的汪汉胜研究员及其团队，在国家杰出青年科学基金等项目资助下，与加拿大、瑞典科学家合作，利用GRACE卫星联合GPS观测网络，成功分离出北美、北欧地区近十年水储量的变化趋势。

 

该研究成果于12月2日在《自然—地球科学》（Nature Geoscience）上发表，并被选为研究亮点，同时入选该杂志与同期《自然—气候变化》的共同网络焦点—“水资源利用”。

 

汪汉胜介绍说，在末次冰期，北美、北欧地区发育着巨厚的冰盖，巨大的大陆冰川在距今约6000年前已消融，但由于地球内部的滞弹性结构，固体地球继续回弹以响应冰川的消退。

 

“这一地球动力学过程，严重影响GRACE卫星探测该地区的陆地水量变化趋势。”汪汉胜解释说，GRACE卫星发射十多年来，对监测全球环境变化尤其是水资源变化发挥了重要作用，唯独在这个区域，卫星探测到的信号既包括陆地水量变化，也包括了巨大的冰后回弹信号。

 

如何有效排除冰后回弹的影响，得到准确的水量变化数据一直困扰着学术界。在此之前，传统方法只能对卫星测量观测进行冰川均衡调整（GIA）模型的改正，但其结果由于模型的误差，具有相当大的不确定性。

 

而该论文提出通过GRACE卫星联合GPS观测网络的途径，不依赖模型，恰好克服了传统方法的弊端。基于此，研究发现在北美中部和斯堪的纳维亚南部，过去10年陆地水量呈现增加趋势。其中，最大的水量增加出现在加拿大萨斯喀彻温省，反映了加拿大草原自1999年到2005年发生极端干旱后的水量恢复过程。

 

“该结果与验潮站、井中水位观测的数据相吻合，且倾向于支持欧洲的WGHM水文模型。” 汪汉胜认为，更为重要的是，这里发现显著陆地水量上升，意味着冰融水和降水流进海洋的量减少，因此，如果用海平面上升评估全球变化，则会低估全球变暖的响应。

 

据介绍，该研究结果有利于了解当前知之甚少的区域水储量变化趋势，对理解地球系统质量变化和迁移，特别是对于全球水循环及其与大气圈、水圈和海洋的交换过程，具有重要创新性贡献，也对水资源利用和海平面上升等研究具有重要意义。（来源：科学网）