Bùn và muối trong đáy thung lũng ở Công viên quốc gia Thung lũng chết, California có thể trở thành nơi phản chiếu bầu trời sau mưa. Credit: NPS/Kurt Moses

“Chúng tôi đã có được kết quả đó bằng việc đồng hóa dữ liệu mà can thiệp của con người trong chu trình nước toàn cầu đáng kể nhiều hơn so với chúng ta đã nghĩ”, theo Sujay Kumar, một nhà khoa học tại Trung tâm Bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, và là đồng tác giả của bài báo xuất bản trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences.

Những dịch chuyển đó có những hàm ý với những người sống trên khắp thế giới. Các thực hành quản lý nước, như thiết kế cơ sở hạ tầng cho lũ lụt hoặc phát triển các chỉ số hạn hán cho các hệ cảnh báo sớm, đều dựa trên những giả định là chu trình nước dao động trong một phạm vi nhất định, theo Wanshu Nie, một nhà nghiên cứu khác cũng tại Trung tâm Goddard NASA và là tác giả đầu của nghiên cứu.

“Điều đó không còn đúng với một số vùng”, Nie nói. “Chúng tôi hy vọng là nghiên cứu này sẽ đóng vai trò như một bản đồ hướng dẫn để cải thiện cách chúng ta tiếp cận các nguồn nước sẵn có và lập kế hoạch cho quản lý các nguồn tài nguyên bền vững, cụ thể trong những khu vực mà những thay đổi đó đáng kể nhất”.

Một ví dụ về tác động của con người lên chu trình nước là miền bắc Trung Quốc, vốn đang trải qua một đợt hạn hán. Tuy nhiên rau quả ở nhiều vùng vẫn tiếp tục phát triển, nhờ những người sản xuất đã tiếp tục tưới tiêu cho vùng canh tác của mình bằng việc bơm thêm nhiều nước ngầm lên, Kumar nói. Nhiều can thiệp của con người thường dẫn đến những hệ quả phức tạp lên các biến chu trình nước, như quá trình vận chuyển hơi nước và dòng chảy.

Nie và cộng sự của cô đã tập trung vào ba dạng khác nhau của dịch chuyển hoặc thay đổi của chu trình này: đầu tiên, một xu hướngnhuw sự suy giảm của một bể nước ngầm; thứ hai, một dịch chuyển theo mùa giống như dạng mùa đến sớm hơn trong năm hoặc một đợt tuyết tan sớm; và ba là những sự kiện thời tiết cực đoan như “trận lụt trăm năm” mới có một lần thì nay diễn ra thường xuyên hơn.

Các nhà khoa học đã tập hợp dữ liệu viễn thám từ năm 2003 đến 2020 từ nhiều nguồn vệ tinh khác nhau của NASA: vệ tinh sứ mệnh đo đạc độ ẩm toàn cầu cho dữ liệu về độ âme, một bộ dữ liệu về độ ẩm đất từ Sáng kiến biến đổi khí hậu của Cơ quan vũ trụ châu Âu, và các vệ tinh Phục hồi hấp dẫn và thực nghiệm khí hậu cho dữ liệu lưu trữ nước trên mặt đất. Họ đã sử dụng các sản phẩm từ vệ tinh Thiết bị đo quang phổ hình ảnh có độ phân giải vừa phải để lấy thông tin về sức khỏe cây trồng.

“Bài báo này kết hợp nỗ lực nhiều năm của nhóm chúng tôi để phát triển các năng lực phân tích dữ liệu vệ tinh, cho phép chúng tôi mô hình hóa một cách chính xác các thông lượng nước ở quy mô lục địa và được lưu trữ trên khắp hành tinh”, Augusto Getirana, nhà nghiên cứu tại NASA Goddard và đồng tác giả của bài báo, nói.

Các kết quả của nghiên cứu cho thấy các mô hình hệ thống trái đất thường được dùng để mô phỏng chu trình nước toàn cầu trong tương lai phải được tiến hóa để tích hợp những hệ quả đang tới từ hoạt động của con người. Với nhiều dữ liệu hơn và mô hình được cải thiện hơn,  các nhà sản xuất và nhà quản lý nguồn nước có thể hiểu và có cách quản lý hiệu quả hơn với “trạng thái bình thường mới” của nguồn nước địa phương, Nie nói.