Europa ma duży problem. Na kontynencie od lat utrzymuje się susza

Europa od lat doświadcza dotkliwej suszy. Na całym kontynencie poziom wód gruntowych jest niski od 2018 roku. Nie zmieniają tego ekstremalne zdarzenia pogodowe, takie jak lokalne powodzie, choć mogą dawać mylne wrażenie, że sytuacja z wodą w Europie wcale nie wygląda tak źle.

W 2020 r. w czasopiśmie "Geophysical Research Letters" ukazał się artykuł Evy Boergens, w którym autorka udokumentowała znaczący niedobór wody w Europie Środkowej w miesiącach letnich 2018 i 2019 r. Od tego czasu badacze znacznie uważniej przyglądają się problemowi. W ramach unijnego projektu Global Gravity-based Groundwater Product (G3P) naukowcy wykorzystali grawimetrię satelitarną do obserwacji światowych zasobów wód gruntowych i udokumentowali ich zmiany w ostatnich latach.

Analizy danych przeprowadzone przez Torstena Mayera-Gürra i Andreasa Kvasa z Instytutu Geodezji Uniwersytetu Technicznego w Grazu (TU Graz) wskazują jednoznacznie, że w Europie nie odnotowano wzrostu poziomu wód gruntowych. Badacze ostrzegają, że może mieć to bardzo negatywne i dalekosiężne skutki dla całego kontynentu.

Skutki przedłużającej się suszy były widoczne w Europie latem 2022 r.: koryta rzek wysychały, powoli zanikały liczne zbiorniki wodne i całe powiązane z nimi ekosystemy. Sucha gleba to też duże problemy dla rolnictwa i energetyki. Elektrowniom atomowym we Francji brakowało wody chłodzącej, a elektrownie wodne również nie mogły z pełną wydajnością spełniać swojej funkcji. Stąd też na całym kontynencie odnotowywano niedobory energii.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

W jaki sposób geodeci z TU Graz mogą wykorzystać dane z kosmosu do dokładnych obliczeń dotyczących wód gruntowych? Sercem projektu G3P są bliźniacze satelity o nazwie Tom i Jerry. Ważna jest odległość między nimi wynosząca około 200 kilometrów. Ten z tyłu (Tom) nie może dogonić tego z przodu (Jerry'ego), dlatego nadano im nazwę w odnoszącą się do bohaterów kreskówek.

Odległość między satelitami jest stale i precyzyjnie mierzona. Jeśli przelatują nad górą, to satelita z przodu jest początkowo szybszy od tego z tyłu ze względu na zwiększoną masę pod nim. Po minięciu góry znów nieco zwalnia, ale satelita z tyłu przyspiesza, gdy tylko dotrze do góry. Po przelocie ich względna prędkość ustala się ponownie. Te zmiany odległości przy dużych masach są głównymi zmiennymi pomiarowymi dla określenia pola grawitacyjnego Ziemi i są ustalane z mikrometrową dokładnością.

W ciągu jednego dnia satelity okrążają Ziemię 15 razy, co oznacza, że pełną powierzchnię naszej planety obrazują w ciągu miesiąca. TU Graz może zatem co miesiąc dostarczać pełną mapę grawitacyjną Ziemi. - Wysiłek obliczeniowy jest dość duży. Pomiary odległości między satelitami wykonywane są co pięć sekund, co daje około pół miliona odczytów miesięcznie. Na tej podstawie wyznaczamy następnie mapy pola grawitacyjnego - tłumaczy Torsten Mayer-Gürr.

Jednak sama mapa grawitacyjna to za mało, aby określić poziom wód gruntowych. Satelity pokazują wszystkie zmiany masy na Ziemi i nie dokonują rozróżnienia między morzem, jeziorami i wodami gruntowymi. Torsten Mayer-Gürr i jego zespół znając całkowitą masę, odejmują od niej zmiany masy w rzekach i jeziorach, wilgoć gleby, śnieg i lód. Na koniec pozostaje już tylko woda gruntowa.

Takie obliczenia wymagają szerokiej współpracy międzynarodowej. Dlatego przy projekcie 3GP pracują eksperci posiadający dane o masie różnych rodzajów wód z Austrii, Niemiec, Szwajcarii, Francji, Hiszpanii, Finlandii i Holandii.

Efekty tej współpracy pokazują, że sytuacja wodna w Europie stała się obecnie bardzo niepewna. Torsten Mayer-Gürr nie spodziewał się tego na tak dużą skalę. - Kilka lat temu nigdy bym nie przypuszczał, że woda będzie problemem w Europie, zwłaszcza w Niemczech czy Austrii. Tutaj faktycznie pojawiają się problemy z zaopatrzeniem w wodę. Musimy mieć to na uwadze – wyjaśnia naukowiec.

Zdaniem badaczy konieczne jest dalsze dokumentowanie trwającej suszy, a to wymaga ciągłej misji satelitów w kosmosie i dalszej współpracy międzynarodowej. Dlatego Europejska Agencja Kosmiczna ESA i jej amerykański odpowiednik NASA będą wspólnie kontynuować badania w ramach projektu MAGIC (Mass-change And Geoscience International Constellation).

Źródło: TU Graz, fot. Kvas - TU Graz