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Two satellites fly in tandem over the planet. When the lead one passes over ground heavier with water, its pull shifts the distance between the pair by a sliver, and instruments measure it. For more than two decades, NASA has recorded those slivers. A new study turns them into a map of where human activity is reshaping how water moves through lakes, rivers, soil and the subsurface.
Due satelliti volano in tandem sopra il pianeta. Quando quello di testa sorvola un terreno più carico d'acqua, la sua attrazione modifica di una frazione minuscola la distanza tra i due, e gli strumenti la misurano. Da più di due decenni la NASA registra queste variazioni. Un nuovo studio le trasforma in una mappa delle zone in cui l'attività umana sta rimodellando il modo in cui l'acqua si muove tra laghi, fiumi, suoli e sottosuolo.
The data come from the GRACE missions, short for Gravity Recovery and Climate Experiment, and their follow-on, GRACE-FO. Their routine monthly maps show only broad patterns. Because the satellites passed over most of the planet many times, the team combined all those passes and mapped long-term trends with five to 10 times more spatial detail than previous analyses. The price was less detail in time. Statistical methods then weighed human factors such as irrigation, reservoir filling and land-use change against climate.
I dati provengono dalle missioni GRACE, acronimo di Gravity Recovery and Climate Experiment, e dal loro successore, GRACE-FO. Le mappe mensili di routine mostrano solo configurazioni generali. Poiché i satelliti hanno sorvolato gran parte del pianeta molte volte, il team ha combinato tutti questi passaggi e ha mappato le tendenze di lungo periodo con un dettaglio spaziale da cinque a dieci volte superiore alle analisi precedenti. Il prezzo è stato un minore dettaglio temporale. Metodi statistici hanno quindi confrontato con il clima fattori umani come l'irrigazione, il riempimento dei bacini e i cambiamenti nell'uso del suolo.
The result identifies 40 regions where changes in water storage line up with human activity, on every nonpolar continent except Australia. In four continental regions, a human-driven factor tracked the storage trend more closely than any climate factor did. California's Central Valley, the southern High Plains of the United States and Chihuahua in Mexico show groundwater-irrigated farmland linked to declining storage. In northern India, groundwater pumping drives a steeper decline than earlier estimates suggested, and retreating Himalayan glaciers account for only 15 percent of it.
Il risultato individua 40 regioni in cui le variazioni delle riserve idriche coincidono con l'attività umana, su tutti i continenti non polari tranne l'Australia. In quattro regioni continentali, un fattore di origine umana seguiva la tendenza delle riserve più da vicino di qualsiasi fattore climatico. La Central Valley californiana, le High Plains meridionali degli Stati Uniti e Chihuahua, in Messico, mostrano terreni agricoli irrigati con acque sotterranee associati a un calo delle riserve. Nell'India settentrionale, il prelievo di acque sotterranee provoca un calo più ripido di quanto suggerissero le stime precedenti, e i ghiacciai himalayani in ritirata spiegano solo il 15% del fenomeno.
Not every human footprint is a loss. In parts of sub-Saharan Africa, water tables rose despite below-average precipitation where native savanna was replaced by millet fields. A similar pattern appeared in northern Brazil's Maranhão state, where soybean fields have replaced forests and shrubland. The researchers said this might be explained in part by the efficient water use of cereal and legume plants, and by Indigenous practices that direct water into shallow aquifers. Large reservoirs also appear on the map: the Boguchany Reservoir on Russia's Angara River, the second-largest reservoir filled in the 21st century, produced the strongest storage trend in nonpolar northern Asia.
Non tutte le impronte umane sono perdite. In alcune parti dell'Africa subsahariana il livello delle falde è salito nonostante precipitazioni inferiori alla media, dove la savana naturale è stata sostituita da campi di miglio. Uno schema simile è emerso nello stato brasiliano del Maranhão, nel nord del paese, dove le coltivazioni di soia hanno sostituito foreste e boscaglie. I ricercatori hanno osservato che ciò potrebbe essere spiegato in parte dall'efficiente uso dell'acqua da parte di cereali e leguminose e dalle pratiche indigene che convogliano l'acqua verso falde poco profonde. Sulla mappa compaiono anche i grandi bacini artificiali: il bacino di Boguchany, sul fiume Angara in Russia, secondo bacino più grande riempito nel XXI secolo, produce la tendenza più forte nelle riserve dell'Asia settentrionale non polare.
What changes for those who manage water is the question of where to look. A map at this resolution shows which aquifers are being drawn down, where, and which practices seem to refill them. It does not prescribe a policy, and it cannot say week by week what is happening, because it gave up time detail to gain space detail. For a farmer in Chihuahua or a planner in northern India, the question moves from whether there is a problem to where exactly it sits, and how far it has gone.
Per chi gestisce le risorse idriche, la questione cambia: sapere dove guardare. Una mappa a questa risoluzione indica quali falde vengono prosciugate, dove, e quali pratiche sembrano ricaricarle. Non propone una politica e non può dire settimana per settimana cosa accade, perché ha rinunciato al dettaglio temporale per guadagnare quello spaziale. Per un agricoltore di Chihuahua o un pianificatore dell'India settentrionale, la domanda non è più se esista un problema, ma dove esattamente si trovi e fino a che punto si sia aggravato.