气候变迁下未来陆地水文循环与水资源的改变研究

评估气候变迁对于陆地水循环的影响一直是世界各国的重点研究。最新研究显示气候变迁造成的地下水位变化不仅受到降雨变化影响,蒸发量以及融雪量的影响程度也不能忽视。未来一百年各地区的地下水趋势取决于全球变暖下的水循环变化,然而每个地区主要改变的水循环因子各不相同,在湿润区域,降雨是重要的因子,干旱地区则是蒸发,高纬度及高山地区则依赖融雪的补注。研究同时发现,即使在某些区域气候变迁造成的降雨增加可补充地下水,但在人为地表变迁与农业发展导致地下水抽取频繁的地区,抽取量远超过于自然补注量,因此未来水资源的调配将会面临巨大考验。

以往的地下水评估依赖区域水文模型,并未考虑陆地、大气和海洋等交互作用。此最新研究利用陆地大气海洋耦合的地球系统模式,评估七个区域的地下水位变化以及水循环过程的改变,在尚未考虑人为抽取的情境下,未来一百年美国中部平原和中东地区的地下水枯竭速率将会加快。

这项研究成果是由台湾科技部计划资助,已于今年7月24日刊登于《Nature Communication》期刊。台大大气科学系参与此计划包含已毕业硕士班生吴文瑛(目前为美国德克萨斯大学奥斯汀分校的博士候选人)与罗敏辉副教授。本论文的研究伙伴分别来自欧、亚以及美洲,包括美国德克萨斯大学奥斯汀分校、奥地利卢森堡国际应用系统分析研究所、加拿大萨克其万大学水资源安全国际研究所、美国航太总署哥达德太空研究所、莫纳什大学马来西亚分校、法国索邦大学等科学家。[台湾大学]

气候变迁下未来陆地水文循环与水资源的改变研究
上图a陆地上水文循环的各个组成成分。下图b 导致地下水变化分歧的各个水循环因子。

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