自然-地球科:科学家通过测量重力来预言洪水 地下水多洪重

顾汉现

作者：J. T. Reager

来源：《自然—地球科学》

发布时间：2014-8-7 9:45:33

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。（唐凤）

http://www.nature.com/ngeo/journal/v7/n8/full/ngeo2203.html