اروپا و بحران کمبود آب‌های زیرزمینی

به گزارش مجله خبری نگار،این نتایج توسط داده‌های ماهواره‌ای تجزیه و تحلیل شده در موسسه ژئودزی در TU Graz تایید شده است.

اروپا چندین سال است که خشکسالی شدیدی را تجربه می‌کند. در سراسر این قاره، سطح آب‌های زیرزمینی از سال ۲۰۱۸ به طور مداوم پایین بوده است، حتی اگر رویداد‌های شدید آب و هوایی همراه با سیل به طور موقت تصویر متفاوتی را ارائه دهد.

آغاز این وضعیت پرتنش در انتشارات اوا بورگنس در Geophysical Research Letters از سال ۲۰۲۰ مستند شده است. در این مستندات، او اشاره کرد که در طول ماه‌های تابستان ۲۰۱۸ و ۲۰۱۹ کمبود آب در اروپای مرکزی وجود داشت و از آن زمان، هیچ افزایش قابل توجهی در سطح آب‌های زیرزمینی وجود نداشته است. سطوح به طور مداوم پایین باقی مانده است.

تجزیه و تحلیل این داده‌ها توسط تورستن مایر گور و آندریاس کواس از موسسه ژئودزی در دانشگاه فناوری گراتس (TU Graz) انجام شده است. به عنوان بخشی از پروژه جهانی اتحادیه اروپا با نام آب زیرزمینی مبتنی بر جاذبه (G۳P)، آن‌ها از گرانش سنجی ماهواره‌ای برای مشاهده منابع آب زیرزمینی جهان استفاده کردند و تغییرات آن‌ها را در سال‌های اخیر مستند کردند.

پیامد‌های گسترده

اثرات این خشکسالی طولانی در تابستان ۲۰۲۲ در اروپا مشهود بود. بستر رودخانه‌های خشک، آب‌های راکدی که کم کم از بین رفتند و به همراه آن تأثیرات متعددی بر طبیعت و مردم وارد کرد. نه تنها بسیاری از گونه‌های آبزی زیستگاه خود را از دست دادند و خاک‌های خشک مشکلات زیادی را برای کشاورزی ایجاد کردند، بلکه کمبود انرژی در اروپا نیز در نتیجه بدتر شد. نیروگاه‌های هسته‌ای در فرانسه فاقد آب خنک کننده برای تولید برق کافی بودند و نیروگاه‌های برق آبی نیز بدون آب کافی نمی‌توانستند عملکرد خود را انجام دهند.

اندازه گیری آب‌های زیرزمینی از فضا

زمین شناسان در TU Graz چگونه می‌توانند از داده‌های فضا برای بیان دقیق مخازن آب زیرزمینی استفاده کنند؟ در قلب پروژه G۳P، ماهواره‌های دوقلویی به نام‌های تام و جری قرار دارند که در مداری قطبی در ارتفاع کمتر از ۴۹۰ کیلومتری به دور زمین می‌چرخند. فاصله بین ماهواره‌ها که در حدود ۲۰۰ کیلومتر است مهم می‌باشد. ماهواره عقبی نباید به جلویی برسد، به همین دلیل است که نام تام و جری را با توجه به شخصیت‌های کارتونی به آن‌ها داده اند.

فاصله بین ماهواره‌ها به طور مداوم و دقیق اندازه گیری می‌شود. اگر آن‌ها بر فراز یک کوه پرواز کنند، به دلیل افزایش جرم محدوده تحت رصد، ماهواره جلویی در ابتدا سریعتر از ماهواره پشتی حرکت می‌کند. پس از عبور از کوه، دوباره کمی از سرعت خود کاسته می‌شود، اما ماهواره عقب به محض رسیدن به کوه شتاب می‌گیرد. هنگامی که هر دو بر فراز کوه هستند، سرعت نسبی آن‌ها یک بار دیگر مشخص می‌شود. این تغییرات فاصله در توده‌های بزرگ، متغیر‌های اندازه‌گیری اصلی برای تعیین میدان گرانشی زمین هستند و با دقت میکرومتری مشخص می‌شوند. برای مقایسه، یک مو حدود ۵۰ میکرومتر ضخامت دارد.

نقشه ماهیانه گرانش زمین

همه این‌ها در سرعت پرواز حدود ۳۰، ۰۰۰ کیلومتر در ساعت اتفاق می‌افتد؛ بنابراین این دو ماهواره ۱۵ گردش زمین را در روز مدیریت می‌کنند، به این معنی که پس از یک ماه به پوشش کامل سطح زمین می‌رسند. این به نوبه خود بدان معنی است که TU Graz می‌تواند هر ماه یک نقشه گرانشی از زمین ارائه دهد. پردازش و تلاش محاسباتی در اینجا بسیار زیاد است. ما هر پنج ثانیه یک اندازه گیری فاصله داریم و در نتیجه حدود نیم میلیون اندازه گیری در ماه داریم. تورستن مایر گور می‌گوید: از این طریق نقشه‌های میدان گرانشی را تعیین می‌کنیم.

جرم منهای جرم برابر با جرم است

با این حال، نقشه جاذبه هنوز میزان آب زیرزمینی را تعیین نمی‌کند. این به این دلیل است که ماهواره‌ها همه تغییرات جرمی را نشان می‌دهند و در اروپا هیچ تمایزی بین دریا، دریاچه یا آب‌های زیرزمینی قائل نمی‌شوند. این امر مستلزم همکاری با سایر شرکا در پروژه G۳P اتحادیه اروپا است. تورستن مایر گور و تیم او جرم کل را حساب می‌کنند، سپس تغییرات جرم در رودخانه‌ها و دریاچه‌ها از آن کم می‌شود، سپس رطوبت خاک، برف و یخ نیز کم می‌شود و در نهایت فقط آب زیرزمینی باقی می‌ماند.

اروپا مشکل آب دارد

نتیجه این همکاری نشان می‌دهد که وضعیت آب در اروپا اکنون بسیار متزلزل شده است. تورستن مایر گور چنین انتظاری را در این مقیاس بزرگ نداشت. چند سال پیش، هرگز تصور نمی‌کردم که آب در اروپا، به ویژه در آلمان یا اتریش، مشکل ساز شود. او توضیح می‌دهد ما در واقع با مشکل تامین آب در اینجا روبرو هستیم و ما باید در مورد این فکر کنیم. از دیدگاه او قبل از هر چیز لازم است بتوانیم خشکسالی ادامه دار را با استفاده از داده‌ها مستندسازی کنیم و ماموریت‌های مستمر ماهواره‌ای در این زمینه در فضا داشته باشیم.