ความแตกต่างระหว่างดาวเทียมกับขยะอวกาศ

งานของพวกเขาอาจเป็นการปฏิวัติการจัดการการใช้น้ำใต้ดินในพื้นที่เกษตรกรรมทั่วโลก เนื่องจากการตรวจสอบและการจัดการน้ำใต้ดินเป็นเรื่องยากที่จะดำเนินการเนื่องจากขาดข้อมูลที่เชื่อถือได้ InSAR ที่ใช้ดาวเทียม (เรดาร์รูรับแสงสังเคราะห์แบบอินเตอร์เฟอโรเมตริก) ใช้เพื่อสร้างแผนที่ความละเอียดสูงของการเคลื่อนที่ของพื้นผิวโลกในอวกาศและเวลา รวมถึงการวัดการทรุดตัว (หรือการจม) การทรุดตัวสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อน้ำใต้ดินจำนวนมากถูกดึงออกจากชั้นใต้ดินที่เรียกว่าชั้นหินอุ้มน้ำ การศึกษาซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Environmental Research Letters ใช้ประโยชน์จากความละเอียดที่ละเอียดอย่างไม่น่าเชื่อของ InSAR เพื่อประเมินรูปแบบการทรุดตัวตามประเภทพืชผล ซึ่งเผยให้เห็นผลลัพธ์ที่น่าประหลาดใจ ตัวอย่างเช่น แม้จะมีรายงานการใช้น้ำสูงของพืชผลไม้และถั่วในแคลิฟอร์เนีย แต่พืชที่มีอัตราการทรุดตัวมากที่สุดและมีอัตราการใช้น้ำใต้ดินมากที่สุด ได้แก่ พืชไร่ เช่น ข้าวโพดและถั่วเหลือง รองลงมาคือพืชทุ่งหญ้า เช่น หญ้าชนิตหนึ่ง พืชไร่อย่างมะเขือเทศ และสุดท้ายคือพืชผลไม้และถั่ว เช่น อัลมอนด์และองุ่น "สมมติฐานเริ่มต้นของเราคือพืชผลไม้และถั่วจะเกี่ยวข้องกับอัตราการทรุดตัวที่สูงที่สุด แต่เราพบว่าตรงกันข้าม" ผู้เขียนนำการศึกษา Morgan Levy ผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่มีการนัดหมายร่วมกับ UC San Diego's Scripps Institution กล่าว สาขาสมุทรศาสตร์และ School of Global Policy and Strategy เนื่องจากการกระจัดเป็นการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงการเก็บกักน้ำใต้ดินในสถานที่ซึ่งมีธรณีวิทยา ดิน และพืชพรรณที่แตกต่างกัน การตีความของ InSAR จึงแตกต่างกันไปในแต่ละสถานที่ ซึ่งแตกต่างจากการวัดสภาพอากาศด้วย ดาวเทียม ที่มีการตีความเหมือนกันในทุกสถานที่ ดังนั้นจึงต้องรวม InSAR กับแหล่งข้อมูลธรณีฟิสิกส์อื่นๆ เพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงลึกเฉพาะตำแหน่งในการใช้น้ำบาดาล ด้วยการรวม InSAR กับชุดข้อมูลพื้นผิวดินอื่นๆ รวมถึงสิ่งปกคลุมดิน การคายระเหยที่อาจเกิดขึ้น (มาตรวัดความต้องการน้ำของพืช) และตำแหน่งของเครือข่ายน้ำประปาผิวดิน นักวิจัยของ UC San Diego พบว่าระหว่างปี 2015 ถึง 2017 การทรุดตัวเกิดขึ้นในอัตราที่สูงกว่ามากใน พื้นที่เพาะปลูกในเขตชลประทานเทียบกับพื้นที่ที่ไม่ได้พัฒนา และในปีที่มีน้ำจำกัดบนผิวดินแห้งเมื่อเทียบกับปีที่เปียกชื้น ตลอดระยะเวลาการศึกษา มีค่ามัธยฐาน 272 มิลลิเมตร (หรือ 16 นิ้ว) ของการทรุดตัวสะสมทั้งหมดสำหรับพืชไร่ (เช่น ข้าวโพดและถั่วเหลือง) และอัตราการทรุดตัวของปีน้ำแห้งที่ 131 มิลลิเมตร (5 นิ้ว) ต่อปี สำหรับพืชผลไม้และถั่ว (เช่น อัลมอนด์และองุ่น) มีค่ามัธยฐาน 62 มิลลิเมตร (2.5 นิ้ว) ของการทรุดตัวทั้งหมดในช่วงที่ทำการศึกษา และอัตราการทรุดตัวของปีน้ำแห้งที่ 31 มิลลิเมตร (1 นิ้ว) ต่อปี "ผลลัพธ์อาจอธิบายได้ด้วย 2 ประการ ประการแรก โดยเฉลี่ยแล้วผลไม้และถั่วต้องการน้ำน้อยกว่าในเชิงสรีรวิทยา เมื่อเทียบกับพืชไร่และทุ่งหญ้า ประการที่สอง พืชไร่และทุ่งหญ้ามักจะใช้วิธีการให้น้ำที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าและมีปริมาณที่มากกว่า ใช้โดยพืชผลไม้และถั่ว "Levy กล่าว "อย่างไรก็ตาม ผลไม้และถั่วอาจยังคงใช้น้ำในปริมาณที่มากกว่า เนื่องจากพวกมันใช้พื้นที่ดินมากกว่า แม้ว่าความเข้มข้นของการใช้น้ำใต้ดินจะน้อยกว่าก็ตาม" วิธีการและข้อค้นพบจากการวิจัยนี้สามารถนำมาใช้เพื่อสนับสนุนความพยายามอย่างต่อเนื่องของรัฐในการป้องกันการเบิกเกินบัญชีของชั้นหินอุ้มน้ำใต้ดิน น้ำบาดาลเป็นทรัพยากรที่สำคัญทั้งในระดับชาติและระดับโลก: ในสหรัฐอเมริกา น้ำบาดาลเป็นแหล่งน้ำสำหรับดื่มประมาณครึ่งหนึ่งของประชากร และเป็นแหล่งน้ำชลประทานที่ใหญ่ที่สุดสำหรับการเกษตร การชลประทานคิดเป็นสัดส่วนประมาณร้อยละ 70 ของการถอนน้ำบาดาลทั้งหมดของสหรัฐฯ และแคลิฟอร์เนียมีอัตราการสูบน้ำบาดาลที่สูงที่สุดในประเทศ "การค้นพบของเราบ่งชี้ว่าใน Central Valley ต้นทุนและผลประโยชน์ของการเปลี่ยนผ่านจากพืชไร่ไปสู่พืชผลไม้และถั่วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานั้นซับซ้อนกว่าที่คาดไว้โดยทั่วไป" Levy กล่าวเสริม "ผลลัพธ์ของเราชี้ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ที่การเปลี่ยนมาปลูกผลไม้และถั่วอาจเป็นสิ่งที่พึงปรารถนา อย่างน้อยก็จากมุมมองของความยั่งยืนของน้ำใต้ดิน แม้ว่าจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อยืนยันเรื่องนี้" ศักยภาพระดับโลกในการติดตามและจัดการน้ำใต้ดินให้ก้าวหน้า แคลิฟอร์เนียเป็นตัวอย่างของภูมิอากาศแบบกึ่งแห้งแล้งและพึ่งพาการชลประทานเพื่อการเกษตร ความพยายามในการประสานงานจากทีมนักวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศและนักธรณีฟิสิกส์ของ UC San Diego เพื่อเชื่อมโยงการทรุดตัว การใช้น้ำใต้ดินและน้ำผิวดิน และข้อมูลการผลิตพืชผลในช่วงเวลาและพื้นที่ที่ใกล้เคียงกัน มีศักยภาพอย่างมากในการพัฒนาการตรวจสอบและจัดการน้ำใต้ดินในพื้นที่เกษตรกรรมในส่วนอื่นๆ ของ โลกผู้เขียนกล่าวว่า ในหุบเขา San Joaquin ในช่วงปีที่ฝนตกชุก เกษตรกรอาจได้รับการจัดสรรน้ำผิวดินมากถึง 100 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่ในปีที่แห้งแล้งมาก เกษตรกรอาจไม่ได้รับน้ำเลย เมื่อแหล่งน้ำผิวดินไม่สามารถใช้งานได้ เกษตรกรจะขุดหาน้ำใต้ดิน ดังนั้น น้ำบาดาลจึงมีความสำคัญมากขึ้นภายใต้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เนื่องจากแคลิฟอร์เนียและหลายส่วนของโลกประสบปัญหาการขาดแคลนน้ำผิวดิน อย่างไรก็ตาม การสูบน้ำมากเกินไปจะเกิดขึ้นแม้ในปีที่ค่อนข้างเปียกชื้น และชั้นหินอุ้มน้ำอาจหมดลงได้ ในปี 2014 รัฐแคลิฟอร์เนียได้ผ่านกฎหมายที่กำหนดให้มีการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปในระดับท้องถิ่นไปสู่การใช้น้ำบาดาลอย่างยั่งยืน ซึ่งเป็นทรัพยากรที่ 85 เปอร์เซ็นต์ของประชากรและอุตสาหกรรมการเกษตรมูลค่า 5 หมื่นล้านดอลลาร์ส่วนใหญ่พึ่งพา ข้อมูลจาก InSAR อาจมีความสำคัญต่อความพยายามของรัฐในการดำเนินการติดตามและจัดการที่มีประสิทธิภาพเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แม้ว่ากฎหมายจะสนับสนุนให้หน่วยงานท้องถิ่นเริ่มใช้ InSAR เพื่อบันทึกการทรุดตัวของแผ่นดิน แต่การใช้ InSAR เพื่อติดตามการใช้น้ำใต้ดินโดยตรงนั้นยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา ความพยายามในการวิจัยของ UC San Diego เป็นตัวอย่างของวิธีที่ผู้จัดการน้ำอาจใช้แหล่งข้อมูลดาวเทียม รวมถึง InSAR เพื่อตรวจสอบความสัมพันธ์ในท้องถิ่นโดยตรงระหว่างการทรุดตัว การสูบน้ำใต้ดิน และพอร์ตพืชผล "คำมั่นสัญญาของ InSAR อยู่ที่ความสามารถของเราในการรวมเข้ากับแหล่งข้อมูลธรณีฟิสิกส์และสังคมอื่น ๆ เพื่อตอบคำถามที่เกี่ยวข้องกับนโยบายน้ำ" Levy และผู้เขียนร่วมเขียน "เราได้แสดงตัวอย่างของพลังของการสังเคราะห์ดังกล่าว ซึ่งแสดงให้เห็นว่ารูปแบบการทรุดตัวเชิงพื้นที่และความสัมพันธ์กับการเพาะปลูกทางการเกษตรและความต้องการน้ำที่เกี่ยวข้องมีความชัดเจนและแข็งแกร่ง" พวกเขาสรุปว่า "การค้นพบของเราชี้ให้เห็นว่านโยบายที่สนับสนุนการจัดการน้ำใต้ดินอย่างยั่งยืนอาจได้รับประโยชน์จากการพิจารณาความเข้มของการใช้น้ำใต้ดินของการเลือกพืชผล ไม่เพียงแต่ความยั่งยืนที่ยากต่อการกำหนดปริมาณการสกัดน้ำใต้ดินเหนือขอบเขตชั้นหินอุ้มน้ำใต้ดินที่ยังไม่แน่นอนและนั่นคือ ค่าใช้จ่ายในการวิเคราะห์"