水资源是人类活动和经济可持续发展必不可少的基础条件,为应对全球气候变化,目前人们越来越多地依赖全球水文模型来评估和预测人类活动和气候变化对水资源的影响,但是这些水文模型的可靠性并没有得到充分的验证和评价,模式的综合验证评价是一项十分艰巨的任务和科学难题。 卫星遥感的发展,特别是重力卫星(GRACE)观测的实现,为评估全球水资源模型提供了独特的方式。大地测量与地球动力学国家重点实验室张子占副研究员作为主要成员,参与美国德克萨斯大学Bridget教授领导的国际研究团队对这一课题的研究。基于最新的卫星重力水文产品和目前国际上广泛应用的多套全球水文模型,通过数值分析全球180多个流域的水量变化趋势和总量贡献发现:重力卫星观测水总量呈显著下降的流域主要为人类灌溉较为严重的流域,而显著上升的流域主要是湿润的非灌溉区;水文模型对上升趋势的低估程度比对下降趋势的低估更明显,多套水文模型甚至给出了反向的变化趋势;2002-2014年间,重力卫星观测全球流域总水量上升为71 ~ 82km3/yr,而水文模型给出 -12 ~ -450 km3/yr的下降趋势,同时模型对全球平均海平面变化贡献估计的不确定度更为显著;在过去十几年间,气候变化对趋势变化的影响超过了人类活动。 本研究近期以实验室为主要(第二)完成单位发表在国际知名期刊PNAS上(Bridget R. S., Zizhan Z, Himanshu S., Alexander Y. S., et al. Global models underestimate large decadal declining and rising water storage trends relative to GRACE satellite data[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, Feb 2018, 115 (6) E1080 -E1089; DOI:10.1073/pnas.1704665115)。 图1. 全球流域水储量趋势变化分析(水文模型与GRACE比较) 图2. GRACE和水文模型估算的全球流域总水量变化对全球平均海平面变化的贡献(不含两极和山岳冰川消融贡献)
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