研究发现水文模型并不可靠全球水储量变化被明显低估
投稿邮箱:admin#80sd.org | 来源:财新网     2018-02-12 20:38:09
关键字:研究发现水文模型并不可靠全球水储量变化被明显低估
导读:(实习记者 黄粤涵)国际知名科学期刊《美国科学院院报》(PNAS)近期刊登的一篇研究论文显示,传统的水文模型对全球流域水储量的预测并不可靠。研究者基于重力卫星观测数据,通过分析全球180多个流域的水量变化趋势发现:所有的水文模型与重力卫星观测数据相比,都低估了

  【财新网】(实习记者 黄粤涵)国际知名科学期刊《美国科学院院报》(PNAS)近期刊登的一篇研究论文显示,传统的水文模型对全球流域水储量的预测并不可靠。研究者基于重力卫星观测数据,通过分析全球180多个流域的水量变化趋势发现:所有的水文模型与重力卫星观测数据相比,都低估了全球流域水储量的变化趋势。

  财新记者查阅该论文获知,该项研究由美国德克萨斯大学Bridget R. Scanlon教授领导,中国科学院大地测量与地球动力学国家重点实验室副研究员张子占是课题组主要成员。课题的研究目标是比较传统水文模型与重力恢复与气候试验(GRACE)卫星观测数据,评估人类活动对于全球流域水储量的影响,以及评估全球流域水储量变化趋势对于全球平均海平面变化的影响。

  如今,各国越来越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,但这些水文模型有多可靠呢?在上述研究中,研究人员首次将重力恢复与GRACE卫星监测到的数据作为主要参考源,对几种通用的水文模型模拟的水储量数据进行检验和甄别。结果发现,水文模型低估了人类活动和气候变化导致的流域水储量衰减,也低估了主要由气候变化导致的水量上升。换句话说,水文模型并不能准确评估人类活动和气候变化对全球水储量趋势的影响。

  该研究项目的成员之一,清华大学水利水电工程系副教授龙笛向财新记者介绍,传统水文模型存在着较大的不确定性,使用地面资料进行监测往往会存在空间覆盖程度不足的情况。具体来说,传统水文模型误差的主要来源包括:其全球各地的基本驱动数据(如降水量和太阳辐射)存在误差,一旦输入不准确的数据,模型导出的结果便会存在误差;传统模型中的“物理过程”涵盖范围有限,如水文模型不能模拟地下水和冰雪质量变化;缺乏全面的地面观测资料,从而不能对模型参数进行有效的率定。

  因此在某些区域,传统的水文模型并不能真实地反映干旱对水储量的消耗情况,甚至会低估旱灾对水储量的影响。但使用GRACE重力卫星可以更加准确地反映陆地水储量的变化情况,用于灾害的监测预警,甚至评估全球海平面上升的情况。

  上述课题组还发现,水文模型对全球流域水储量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,比如2002至2014年的十多年间,重力卫星观测的全球流域水储量上升约为71至82立方千米/年,而水文模型则给出了负12至负450立方千米/年的下降趋势。此外,重力卫星观测水总量呈显著下降的流域主要为位于北半球的人类灌溉活动频繁的流域,而显著上升的流域主要是湿润的非灌溉区;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。

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