Satélites da NASA revelam grandes mudanças na água doce global

Em um estudo inédito, os cientistas combinaram uma série de observações de satélite da Terra com dados sobre atividades humanas para mapear locais onde a água doce está mudando ao redor do globo e para determinar o porquê.

O estudo, publicado na revista Nature, descobriu que as áreas de terra úmida da Terra estão ficando mais úmidas e as áreas secas estão ficando mais secas devido a uma variedade de fatores, incluindo a gestão humana da água, mudanças climáticas e ciclos naturais.

Uma equipe liderada por Matt Rodell, do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, usou 14 anos de observações da missão espacialGravity Recovery and Climate Experiment ( GRACE ) liderada pelos EUA para rastrear as tendências globais em água doce em 34 regiões ao redor do mundo. mundo. Para entender por que essas tendências surgiram, eles precisaram extrair dados de precipitação de satélites do Global Precipitation Climatology Project,imagens Landsat da NASA / US Geological Survey , mapas de irrigação e relatórios publicados de atividades humanas relacionadas à agricultura, mineração e operações de reservatórios. Somente por meio da análise dos conjuntos de dados combinados, os cientistas conseguiram entender completamente as razões das mudanças de água doce da Terra, bem como o tamanho dessas tendências.

“Esta é a primeira vez que usamos observações de vários satélites em uma avaliação completa de como a disponibilidade de água doce está mudando, em todos os lugares da Terra”, disse Rodell. “Um dos principais objetivos foi distinguir as mudanças no armazenamento de água terrestre causadas pela variabilidade natural – períodos úmidos e períodos secos associados ao El Niño e La Niña, por exemplo – de tendências relacionadas a mudanças climáticas ou impactos humanos, como bombeamento de água subterrânea de um aquífero. mais rápido do que é reabastecido “.

A água doce é encontrada em lagos, rios, solo, neve, lençol freático e gelo. A perda de água doce das camadas de gelo nos pólos – atribuída às mudanças climáticas – tem implicações para o aumento do nível do mar. Em terra, a água doce é um dos recursos mais essenciais da Terra, para água potável e agricultura. Enquanto o abastecimento de água de algumas regiões é relativamente estável, outros experimentaram aumentos ou diminuições.

“O que estamos testemunhando é uma grande mudança hidrológica”, disse o co-autor Jay Famiglietti, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (JPL), em Pasadena, Califórnia. “Nós vemos um padrão distinto das áreas de terras úmidas do mundo se tornando mais úmidas – essas são as altas latitudes e os trópicos – e as áreas secas entre a secagem. Incorporadas nas áreas secas, vemos vários pontos quentes resultantes do esgotamento da água subterrânea.”

Famiglietti observou que, embora a perda de água em algumas regiões, como o derretimento das camadas de gelo e as geleiras alpinas, seja claramente impulsionada pelo aquecimento do clima, será necessário mais tempo e dados para determinar as forças motrizes por trás de outros padrões de mudança de água doce.

“O padrão de wet-getting-wetter, dry-getting-dry durante o resto do século 21 é previsto pelos modelos do Painel Intergovernamental sobre Mudança Climática, mas precisaremos de um conjunto de dados muito mais longo para podermos dizer A mudança é responsável pelo surgimento de qualquer padrão semelhante nos dados do GRACE “, disse ele.

Os satélites gêmeos GRACE, lançados em 2002 como uma missão conjunta com o Centro Aeroespacial Alemão (DLR), mediram com precisão a distância entre as duas espaçonaves para detectar mudanças no campo gravitacional da Terra causadas por movimentos de massa no planeta abaixo. Usando este método, o GRACE rastreou variações mensais no armazenamento de água terrestre até a missão científica terminar em outubro de 2017.

No entanto, as observações do satélite GRACE por si só não poderiam dizer a Rodell, Famiglietti e seus colegas o que estava causando as tendências aparentes.

“Examinamos informações sobre precipitação, agricultura e bombeamento de água subterrânea para encontrar uma possível explicação para as tendências estimadas pelo GRACE”, disse a coautora Hiroko Beaudoing, da Goddard, e da Universidade de Maryland, em College Park.

Por exemplo, embora o bombeamento de água subterrânea para usos agrícolas seja um contribuinte significativo para o esgotamento de água doce em todo o mundo, os níveis de água subterrânea também são sensíveis a ciclos de secas persistentes ou condições chuvosas. A Famiglietti observou que essa combinação provavelmente foi a causa da significativa depleção de água subterrânea observada no Vale Central da Califórnia de 2007 a 2015, quando a redução do reabastecimento de água da chuva e a queda de neve combinaram com o aumento do bombeamento para a agricultura.

O sudoeste da Califórnia perdeu 4 gigatoneladas de água doce por ano durante o mesmo período. Um gigaton de água encheria 400.000 piscinas olímpicas. A maior parte da água doce da Califórnia vem na forma de chuva e neve que se acumulam na neve de Sierra Nevada e depois é gerida à medida que se derrete nas águas superficiais através de uma série de reservatórios. Quando os ciclos naturais levaram a menos precipitação e causaram uma diminuição das reservas de neve e águas superficiais, as pessoas confiaram mais nas águas subterrâneas.

As tendências de queda na água doce vistas na Arábia Saudita também refletem as pressões agrícolas. De 2002 a 2016, a região perdeu 6,1 gigatoneladas por ano de água subterrânea armazenada. As imagens dos satélites Landsat mostram um crescimento explosivo de terras agrícolas irrigadas na paisagem árida de 1987 até o presente, o que pode explicar o aumento do rebaixamento.

As análises da equipe também identificaram grandes tendências de décadas de armazenamento de água doce terrestre que não parecem estar diretamente relacionadas às atividades humanas. Ciclos naturais de chuvas altas ou baixas podem causar uma tendência que é improvável que persista, disse Rodell. Um exemplo é a bacia ocidental do Zambeze em África e o Delta do Okavango, uma fonte vital para a vida selvagem no norte do Botswana. Nesta região, o armazenamento de água aumentou a uma taxa média de 29 gigatoneladas por ano de 2002 a 2016. Esse período úmido durante a missão do GRACE seguiu pelo menos duas décadas de ressecamento. Rodell acredita que é um caso de variabilidade natural que ocorre ao longo de décadas nesta região da África.

Rodell e seus colegas reuniram vários fatores para explicar a perda de 5,5 gigatoneladas de armazenamento de água terrestre por ano na província de Xinjiang. Menos chuva não era o culpado. Adições à água da superfície também estavam ocorrendo a partir do derretimento das geleiras induzidas pela mudança climática, e o bombeamento de água subterrânea das minas de carvão. Mas essas adições foram mais do que compensadas por depleções causadas por um aumento no consumo de água por terras agrícolas irrigadas e pela evaporação da água do rio do solo do deserto.

O sucessor do GRACE, chamado GRACE Follow-On , uma missão conjunta com o Centro Alemão de Pesquisa em Geociências (GFZ), atualmente está na Base Aérea de Vandenberg, na Califórnia, em preparação final para o lançamento em 22 de maio.

Créditos : NASA