Начало этой напряжённой ситуации задокументировано в исследовании 2020 года Евы Бергенс в Geophysical Research Letters. В нем она отметила, что в летние месяцы 2018 и 2019 годов в Центральной Европе ощущалась острая нехватка воды. С тех пор не было значительного повышения уровня грунтовых вод - уровни оставались постоянно низкими. Об этом свидетельствует анализ данных, проведенный Торстеном Майер-Гюрром и Андреасом Квасом из Института геодезии Технологического университета Граца (TU Graz). В рамках проекта ЕС Global Gravity-based Groundwater Product (G3P) они использовали спутниковую гравиметрию для наблюдения за мировыми ресурсами подземных вод и задокументировали их изменения за последние годы.
Последствия этой затяжной засухи были очевидны в Европе летом 2022 года. Высохшие русла рек, медленно исчезающие стоячие воды и многочисленные воздействия на природу и людей.
Мало того, что многие водные виды потеряли свою среду обитания, а сухие почвы создали много проблем для сельского хозяйства, в результате усугубился дефицит энергии в Европе. Атомным электростанциям во Франции не хватало охлаждающей воды для выработки достаточного количества электроэнергии, а гидроэлектростанции не могли выполнять свои функции без достаточного количества воды.
Как геодезисты из Технического университета Граца могут использовать данные из космоса, чтобы делать точные выводы о подземных водах? В основе проекта G3P лежат спутники-близнецы "Том" и "Джерри", которые вращаются вокруг Земли по полярной орбите на высоте чуть менее 490 километров. Важно расстояние между спутниками около 200 километров. Тот, кто сзади, не должен догонять того, кто впереди, поэтому им дали имя "Том" и "Джерри" в честь героев мультфильмов.
Расстояние между спутниками постоянно и точно измеряется. Если они летят над горой, то спутник впереди изначально быстрее, чем тот, что сзади из-за увеличенной массы под ним. Как только он минует гору, он снова немного замедляется, но задний спутник ускоряется, как только достигает горы. Как только оба находятся над горой, их относительная скорость устанавливается еще раз. Эти изменения расстояния над большими массами являются основными измерительными переменными для определения гравитационного поля Земли и определяются с микрометровой точностью.
Все это происходит при скорости полёта около 30 000 км/ч. Таким образом, два спутника совершают 15 оборотов вокруг Земли в день, а это означает, что они достигают полного охвата земной поверхности через один месяц. Это, в свою очередь, означает, что Технический университет Граца может ежемесячно предоставлять гравитационную карту Земли.
«Обработка и вычислительные усилия здесь довольно велики. Мы измеряем расстояние каждые пять секунд и, таким образом, делаем около полумиллиона измерений в месяц. Затем мы получаем карты гравитационного поля», говорит Торстен Майер-Гюрр.
Однако гравикарта еще не определяет количество грунтовых вод. Это потому, что спутники показывают все массовые изменения и не делают различий между морем, озёрами или грунтовыми водами. Это требует сотрудничества со всеми другими партнёрами по проекту ЕС G3P. Торстен Майер-Гюрр и его команда предоставляют общую массу, из которой затем вычитаются изменения массы в реках и озёрах, также вычитаются почвенная влага, снег и лёд, и, наконец, остаются только грунтовые воды.
У каждой из этих различных масс есть свои эксперты, которые вносят сюда свои данные. Они расположены в Австрии (Технологический университет Граца, Венский технологический университет, Центр данных наблюдения Земли EODC), Германии (GeoForschungsZentrum GFZ в Потсдаме), Швейцарии (Бернский университет, Цюрихский университет), Франции (Коллекция спутников локализации CLS, Laboratoire d'Etudes en Gйophysique et Ocйanographie Spatiales LEGOS, Magellium), Испании (FutureWater), Финляндии (Финский метеорологический институт) и Нидерландах (Международный центр оценки ресурсов подземных вод IGRAC).
«Несколько лет назад я никогда бы не подумал, что вода будет проблемой здесь, в Европе, особенно в Германии или Австрии. У нас действительно возникают проблемы с водоснабжением мы должны думать об этом», объясняет он.
С его точки зрения, прежде всего необходимо иметь возможность документировать продолжающуюся засуху с использованием данных, и иметь для этого непрерывные спутниковые миссии в космосе.
- По материалам иностранных СМИ -
Отложенные
