作者:J. T. Reager 来源:《自然—地球科学》 发布时间:2014-8-7 9:45:33
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科学家通过测量重力来预言洪水

 

重力变化或能预测河流洪水。图片来源:U.S. ARMY CORPS OF ENGINEERS

当地下水充满江河流域时,发生洪灾的风险便会上升。尽管十分轻微,但该地区的地球引力强度会随之上升,其原因便是地下水的额外质量。研究人员近日在《自然—地球科学》期刊上报告称,利用从太空发现的重力微小变化,他们能够判断,如果额外雨季到来,盆地是否为洪水作好了准备——有时是长达数月的警报。

作为一个测试案例,科学家考虑了2011年美国密苏里河灾难性洪水发生时的重力信号(如图所示)。他们使用了来自美国宇航局(NASA)重力恢复与气候试验卫星(GRACE)收集的数据。GRACE是两颗地球轨道卫星,在重力略强的地方牵引速度更快。

科学家使用地球重力信号(对地下水储存十分敏感)改进了预测模型,并预测出了在2011年洪水前5个月的高排放。与冰雪融水和土壤湿润度等预测数据相比,重力数据对预测洪水更加重要。

一个问题是,重力信号在一些地区并不是那么重要,这些地区的降水量能单独支配洪水,例如由印度和巴基斯坦季风驱动的洪水。另一个问题是,GRACE的分辨率较低,只能观测到大面积的江河流域(20万平方公里甚至更多)的地下水异常现象。第三,研究人员需要3个月或更长时间从GRACE获得数据并对其进行加工,这就大大缩减了预警时间。

不过,研究人员已经开始展望GRACE的后续任务,新卫星计划于2017年发射,它将有更高分辨率和更高时效性——有助于在两周里发出预警。(来源:中国科学报 唐凤)

 
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