河流覆盖的地球面积远超我们此前的认知,这一点为何重要

Aerial view of a river in Peru's Amazon region of Loreto, September 29, 2014. REUTERS/Enrique Castro-Mendivil (PERU - Tags: ENVIRONMENT TPX IMAGES OF THE DAY) - GM1EA9U0Y8C01
They cover an area larger than Texas.Image: REUTERS/Enrique Castro-Mendivil
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一项新研究表明,河流和溪流覆盖的地球面积比此前认为的更大,因此在调控大气温室气体浓度方面发挥着更重要的作用。

研究团队利用美国国家航空航天局(NASA)的卫星图像,开发了“Landsat全球河宽数据库”(GRWL),这是目前最全面的全球河流长度和宽度地图。

“我们把全球所有河流和溪流的面积加总起来,得出的面积比得克萨斯州还要大。”

“我们能够测量出宽度超过30米的河流长达两百多万公里,”得克萨斯农工大学地球科学学院地理学助理教授乔治·艾伦(George Allen)说。

对于过窄、无法通过卫星图像精确测量的河流,研究人员采用了一种新颖的统计技术,该技术利用了河网的分形特征。

“窄河远多于宽河,而且我们发现河流长度与宽度之间的关系实际上相当可预测,”艾伦说。

“我们把全球所有河流和溪流的面积加总起来,得出的面积比得克萨斯州还要大。该估算值明显高于此前的最佳估算值,尤其是在北极地区。”

另一方面,研究人员估算,在世界上许多发达地区,河流和溪流的表面积小于预期。

“Landsat全球河宽数据库”(GRWL)包含超过5800万项平面河流几何形态测量数据。Image: 得克萨斯农工大学

“我们认为,这些地区的河水较少,是因为人类在改变河流系统,”艾伦说。“取水和修堤可能导致河流比原本更窄、更稀少。”

河流和溪流会自然地向大气排放大量温室气体。估算排放气体量的一个关键因素,是河流和溪流所占据的表面积(也称为河网)。

“全球河流和溪流的总表面积越大,意味着它们向大气排放的二氧化碳和甲烷等气体就越多,这超出了目前碳循环模型所反映的程度,”他说。

GRWL数据库已被用于其他用途,例如改进洪水模型以及对包括湖泊、运河和河流在内的地表水体进行分类。

“我们将这一数据库视为大量后续工作的第一步,”艾伦说。

研究人员将把该数据库用作即将发射的NASA地表水与海洋地形卫星任务的核心数据集,该任务将在全球范围内测量河流和湖泊水位的变化。

该研究发表于《科学》(Science)。

北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员也参与了这项工作。

该项目由NASA资助。

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