气候变化导致南非地势神秘上升 NASA帮助探寻原因
波恩大学的科学家发现，南非的地表正在缓慢抬升，每年最多上升两毫米。这并非由于深层地下活动，而是由于水的流失。这项发表在《地球物理研究杂志：固体地球》上的研究表明，严重的干旱正在导致地表上升，这挑战了先前关于地幔运动的理论。
南非拥有一个全球导航卫星系统 (GNSS) 基站网络，用于监测陆地海拔。数据显示，2012 年至 2020 年间，该国部分地区地势上升了约 6 毫米。许多科学家认为这是地幔流和动态地形造成的，他们认为地幔柱（一种携带来自地球深处的热物质的管状结构）正在将陆地向上推。
然而，由马坎·卡雷加尔博士领导的研究人员探索了一个不同的想法：干旱相关的水分流失可能是造成这一现象的原因吗？该团队研究了2000年至2021年的每日GPS高度数据，并使用奇异谱分析（SSA）滤除噪声，并关注长期趋势。
为了了解水在陆地运动中的作用，研究小组使用网格系统估算了水质量负荷——水的重量如何影响地球表面。他们的计算基于描述地球如何响应变化的初步参考地球模型（PREM）。
研究结果显示，水流失与陆地隆升之间存在密切联系。美国宇航局重力恢复与气候实验 (GRACE) 卫星任务的数据也证实了这一观点。该任务测量与水储量相关的重力变化。尽管 GRACE 提供的读数分辨率较低，但其数据显示，水流失最多的地区地势上升速度也最快。
研究人员将基于GPS的水储量估算值与GRACE卫星数据和水文模型进行比较，发现相关性很高——不同地区的月度相关性分别高达90%和94%。长期趋势也吻合良好，相关性分别为46%和53%，这进一步证明干旱导致的水资源流失是南非地势抬升的主要原因。
研究解释说，当水离开陆地时，地表会膨胀——类似于泡沫球停止挤压后恢复形状的过程。干旱发生之前，地下水施加的压力使陆地保持压缩状态。随着这些储备水的干涸，地壳随之上升。
这一发现可以帮助科学家利用GPS接收器追踪干旱严重程度，从而提供有关地下水枯竭的精确信息。由于世界上大部分淡水都储存在地下，这些测量数据可以提前预警水资源短缺。
南非曾面临严重的水资源危机，包括2015年至2019年的严重干旱，当时开普敦的水资源几乎“归零”，水龙头可能断水。由于气候变化预计将改变降雨模式，未来缺水的风险很高。
卡雷加尔表示：“这些数据还表明，陆地隆起主要可由干旱及其伴随的水量损失来解释。”研究人员希望这种方法能够帮助决策者更好地制定用水决策，尤其是在水资源短缺的地区。
通过研究环境变化如何影响土地，科学家可以改进水资源管理策略，更好地应对未来的挑战。如果干旱持续下去，南非逐渐隆起的土地可能成为水危机恶化的更清晰的警示信号。
