美国宇航局的研究为全球水循环提供了新的估计

时间：2021-10-20 09:58:02来源：

水循环描述了水从地球表面蒸发的蒸发，升高到大气中，冷却，凝结形成云，再次落在表面中作为沉淀。全球大气中的约75％的能量（或热）通过从地球表面蒸发的水蒸发来转移。学分：美国宇航局

来自美国国家航空航天局的新出版的研究有助于回答有关干旱，洪水以及水在移动中的问题以及它正在进行的地方的问题。新的研究为21世纪的第一个十年来提供全球水循环预算的估计，采取行星的脉冲并为未来的比较设定基线。

水循环是捕获的全部短语，以描述水的运动 - 以其不同的形式，例如液体，气体和固体 - 在地球周围。它包括家庭和农业中使用的淡水，因此由于气候变化而发生的雨雪和雪的模式的变化可能对全球社区产生巨大影响。

该研究是对2000年至2010年的地球水流的严格核算，第一个完全依赖于卫星观察和数据集成模型。新的估计是同时衍生的，估计来自阳光可用于加热和移动水的能量。例如，外面的一天更热，例如，更多的水从土壤，植物或海洋蒸发，因此将一个数字放在热能量上有助于科学家在升入大气中的水量上放置一个数字。然后被世界各地的风运作。评估地球气候系统的两个主要组成部分是评估水和能源模式如何受气候变化影响的第一步。

“要记录更改，您需要了解当前状态是什么 - 真的有一个很好的，声音理解和当前状态的量化。然后，您可以在未来挑逗未来的变化，“美国宇航局在马里兰州Greenbelt的戈达德太空飞行中心的水道学家领导作者Matt Rodell说。

结果，7月7日在线公布的气候，表明，每年从太阳的热量蒸发来自世界海洋的107,841立方英里（449,500立方米）。供参考，美国的大湖泊占5,446立方英里（22,700立方米）的水。在土地上，从土壤和植物蒸发了16,938立方米（70,600立方米）。水分作为大气中的水蒸气收集，风吹在世界其他地区，在那里融入云层，降雨和降雪。

每年的水量从六个海洋盆地和三海中沉淀和蒸发。列出的金额以千立方公里为单位。供参考，此规模的所有年度人用水是9.1万立方公里。学分：美国宇航局戈达德/概念性图像实验室

科学家们还计算出96,805立方英里（403,500立方米）每年落在海洋上，估计比以前的标准估计高约5％，而27,950立方米（116,500立方厘米）的降水落在陆地上。在土地上的降水，11,012立方米（45900立方米）贯穿流入海洋，16,938立方米（70,600立方米）蒸发到大气中。对于比较，每年地球上的所有人类都集中在农业，工业和供水2,182立方米（9,100立方米;足以填补300万足球场），占总土地降水的8％。

除了全球和年度数量之外，研究人员还计算了七个土地群体和九个海洋盆地中的每一个的水循环估计，以及为全球和每个地区提供每月估计。

沉淀物蒸发的水量蒸发成溪流和河流，或沉浸在七个主要土地中的每一个的地下水储存。列出的金额以千立方公里为单位。供参考，此规模的所有年度人用水是9.1万立方公里。学分：美国宇航局戈达德/概念性图像实验室

麦迪逊大学的大气科学教授联合作用的Tristan L'Ecuyer表示，这些用于水循环的当前水循环状态的数据将用于改善气候模型如何预测雨雪活动的分布和强度。在气候模型中，降水变化比温度变化更难以预测，因为雨雪涉及到云中的过程，这些过程在数英里的云中进行太小而无法解决大多数气候模型，其最小的单位通常是大小的康涅狄格州。L'Ecuyer表示，在随着当前降水率的更好估计以及它们如何变化，它们对改进模型至关重要。

科学家们组合了10个来源的数据，这些资料通过超过25个卫星的观察来描述水循环的不同方面：在陆地和海洋，大气水蒸气和其运动，河流径流和储水过程中降水和蒸发，包括地下水，土壤水分和积雪。

然后，目标是平衡进入水循环的每个“隔间”的水量，例如海洋，大陆或湖泊，与出来的东西。地球是一个封闭的系统，这意味着必须在大气水蒸气中考虑从表面蒸发的任何水，然后必须占据雨雨或雪中时必须考虑。这些阶段中的每一个由不同的数据集描述。

Rodell说，使所有数据集共同合作充满挑战性。

“事情并不总是加起来，因为测量结果并不完美，”他说。“这就像你是为马拉松训练的训练，你找到了一条谷歌地图所说的路线是26.2英里。然后你运行它，你的iPhone App说你走了27.0英里，然后你开车，你的车说你去了26.5英里。哪一个是对的？您可能猜测每项测量的准确性，并在中间的某处提出估计。“

为了解决数据集，Rodell，L'Ecuyer之间的差异，他们的团队提出了一种新的数学技术来获得最佳估计。它们基于它的准确专家如何相信每次测量，一个数字被描述为科学的不确定性或可能答案的范围，仍然合理正确。

就好像水循环是拼图拼图，并且每个DataSet用于沉淀，水蒸气等才能与所有其他件相配合。然而，与传统的拼图游戏不同，每件事都有一定数量的锯齿室 - 它的可能答案范围。

事实证明，水循环件确实适合锯齿室内，允许团队看到大局。

“这是非常令人鼓舞的，”L'Ecuyer说。“我们生成的数据集 - 即使它们是独立生成的 - 它们都亮起了逼真的不确定性条，让我们派生这些基准估计。”

水循环估计数于串联计算，估计为能源预算，一种方法，即虽然没有新的，但却是非常好的，“全球能源和水交换项目国际彼得van Oevelen表示华盛顿的气候研究计划没有参与研究。

“在没有看着能量组件的情况下，无法进行各种水平衡组件的估计，”他说，补充说，这仍然仍然保持改善水和能量周期的某些部分的估计，例如蒸发，如何水的水从土壤和植物蒸发。

Rodell同意，期待将自2010年推出的卫星的数据集纳入2010年推出的土壤水分活跃被动使命，这可能有助于改进这些估计。

通过NASA的地球观测卫星的舰队可以实现这些水循环和能源预算数据集，这些卫星在地球上看到了地球的所有部分，包括海洋，偏远地区和发展中国家，科学家们难以或不可能获得“地面”罗德说，测量。他说，自2010年以来推出的下一代卫星将最终允许对当前十年来生产的水运估计，甚至更高的准确性。