馬薩諸塞州阿默斯特市——馬薩諸塞州阿默斯特大學(xué)的一名土木和環(huán)境工程研究員首次將衛(wèi)星信息同化到現(xiàn)場河流測量和水文模型中，以計算過去 35 年來整個泛區(qū)的河流流量。北極地區(qū)。研究顯示，以前所未有的準(zhǔn)確度，注入北冰洋的水的加速度可能是之前認(rèn)為的三倍。
最近發(fā)表在《自然通訊》上的這項公開研究是該論文的第一作者和通訊作者馮冬梅研究助理教授三年密集工作的結(jié)果。這項史無前例的研究將 155,710 張軌道衛(wèi)星圖像得出的 918 萬條河流流量估計值納入了 1984-2018 年 486,493 條北極河流的水文模型模擬。該項目和論文被稱為 RADR(遙感北極放電再分析)，由美國宇航局和美國國家科學(xué)基金會為早期職業(yè)研究人員提供的項目資助。
“我們重建了整個北極地區(qū)的河流流量信息。以前的研究沒有這樣做，”馮說。“他們只使用了一些儀表數(shù)據(jù)，并且只針對某些河流，而不是所有河流，來計算有多少水流入北冰洋。”
該研究的土木和環(huán)境工程教授兼首席研究員科林格里森補充說：“這是全球北部新的、公開可用的每日流量記錄。”“從來沒有人嘗試過以這種規(guī)模來做這件事：通過數(shù)百萬次衛(wèi)星觀測，將衛(wèi)星每天在 50 萬條河流中看到的內(nèi)容傳授給模型。這是一個非常復(fù)雜的數(shù)據(jù)同化，也就是合并模型和數(shù)據(jù)的過程。”
河流流量整合了上游流域的所有水文過程，并定義了河流的承載能力。馮說，它被認(rèn)為是了解河流所需的單一最重要的測量，但由于缺乏可靠、全面、公開可用的數(shù)據(jù)，因此該信息的可用性是有限的。
對河流進行物理測量——獲取排放信息的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”——安裝和維護成本高昂且勞動強度大，因為測量儀每年需要進行多次物理重新校準(zhǔn)。此外，一些河流周圍的崎嶇地形會使儀表安裝非常困難。這使得該地區(qū)的研究更實際地關(guān)注流入北冰洋的大河流，因此根本沒有對許多小河流進行測量。此外，某些國家/地區(qū)不會公開其儀表信息。馮說，這讓水文學(xué)家和環(huán)境科學(xué)家對大量河流一無所知。
“這是我們工作的一項主要貢獻，因為我們可以在任何地方提供河流流量信息，尤其是歐亞地區(qū)，”馮說。“衛(wèi)星就像太空中的一個儀表。如果我們沒有河流測量儀，我們可以使用衛(wèi)星來改進我們現(xiàn)在擁有的數(shù)據(jù)。”
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