در پروژه‌ای که در دانشگاه تنسی و با حمایت مالی سازمان حفاظت محیط‌ زیست ایالات متحده آمریکا انجام شد، مجموعه‌ای گسترده از مطالعات برای ارزیابی تأثیرات استفاده شهری از زمین بر تغذیه آب زیرزمینی صورت گرفت. این مطالعه شامل مدل‌سازی آب سطحی و شبیه‌سازی یکپارچه آب زیرزمینی با استفاده از داده‌های میدانی جامع جمع‌آوری‌شده طی یک دوره زمانی طولانی بود. ابزارهای مورد استفاده برای برآورد اجزای تراز آبی در منطقه آزمایشی با نام حوزه شهری جکسون-تنسی متمرکز شدند. این حوزه به عنوان یک حوضه بسته شهری کوچک در حاشیه سفره آب زیرزمینی مهم ممفیس شناخته می‌شود.

چندین دهه خشکسالی در سراسر جنوب غربی ایالات متحده، برخی از دانشمندان را بر آن داشته است که خشکی شدید و طولانی مدت را به عنوان "مرگ خشکسالی" طبقه بندی کنند. اما خشکسالی در آمریکای شمالی در سال 2021 شکل دیگری به خود گرفت و مناطقی را تحت تأثیر قرار داد که اغلب با خشکسالی طولانی مدت یا شدید مواجه نیستند. دشت های بزرگ شمالی ماه ها با خشکسالی مقابله کرده است.

این بخش یک چارچوب مفهومی جدید برای توصیف خطر خشکسالی سیستمیک معرفی می‌کند، به دنبال آن مقدمه‌ای بر رویکردها و پیشرفت‌های اخیر در ارزیابی خطر خشکسالی کنونی و آینده در همه ابعاد خطرات خشکسالی، قرار گرفتن در معرض و آسیب‌پذیری‌های سیستم‌ها ارائه می‌شود.

خشکسالی یکی از پیچیده ترین و شدیدترین خطرات مربوط به اقلیم است که دارای تأثیرات گسترده در جوامع، اکوسیستم ها و اقتصادها است. آنها مکرر هستند، می توانند از چند هفته تا چند سال دوام بیاورند و بر مناطق وسیعی از مردم در سراسر جهان تأثیر می گذارد. خشکسالی در طول تاریخ به دلیل تنوع طبیعی آب و هوا رخ داده است.

دانشمندان مرکز پرواز فضایی Goddard ناسا هر هفته شاخص های خشکسالی آب زیرزمینی و رطوبت خاک را تولید می کنند. آنها بر اساس مشاهدات ذخیره آب زمینی حاصل از داده های ماهواره GRACE-FO و با مشاهدات دیگر، با استفاده از یک مدل عددی پیچیده از فرآیندهای آب و سطح زمین، ادغام شده اند. شاخص های خشکسالی شرایط مرطوب یا خشک فعلی را توصیف می کنند، که به صورت صدک نشان داده می شود و احتمال وقوع آن مکان و زمان خاص از سال را نشان می دهد، با مقادیر پایین تر (رنگ های گرم) به معنای خشک تر از حالت عادی و مقادیر بالاتر (آبی) به معنای مرطوب تر از حد نرمال است. اینها هم به صورت فایل و هم به صورت فایل دیتای باینری ارائه می شوند.

ORNL DAAC ابزاری برای تجسم رطوبت خاک تحت عنوان Soil Moisture Visualizer ایجاد کرده است (که در این زمینه اطلاعاتی را در این زمینه بخوانید: ابزار تجسم شامل داده های موجود در محل، هوا و از راه دور را در یک سیستم عامل آسان برای استفاده قرار می دهد. این یکپارچه سازی به اعتبار سنجی و درجه بندی داده ها کمک می کند و تداوم داده های مکانی و زمانی را فراهم می کند. همچنین تجزیه و تحلیل اکتشافی و کشف داده ها را برای گروه های مختلف کاربران تسهیل می کند. Soil Moisture Visualizer این قابلیت را دارد که از لحاظ جغرافیایی زیر مجموعه و بارگیری داده های سری زمانی در قالب .csv را انجام دهد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد مجموعه داده های موجود و استفاده از ویژوالایزر، به راهنمای تجسم مرطوب خاک مراجعه کنید.

طبق مطالعه جدیدی که بر اساس داده های مأموریت GRACE ناسا انجام شده، حوضه رودخانه کلرادو طی 9 سال گذشته تقریبا 53 میلیون جریب آب شیرین از دست داده است. این تقریباً دو برابر حجم بزرگترین مخزن کشور، دریاچه مید نوادا است.

شدت خشکسالی کالیفرنیا در سال 2014 در این تصاویر از دریاچه Folsom، مخزنی در شمال کالیفرنیا نشان داده شده است. ناسا و کالیفرنیا در حال همکاری برای استفاده از ابزارهای مشاهده زمین ناسا برای کمک به این ایالت هستند که بتواند منابع آب خود را بهتر مدیریت کند و خشکسالی جاری را کنترل و پاسخ دهد.

ظرفیت ذخیره آب زمینی و پتانسیل سیل با استفاده از GRACE

پیش بینی سیل طولانی مدت در ایالات متحده منجر به خسارات ناشی از طغیان داخلی 133 نفر و 4 میلیارد دلار خسارت دارایی در یک سال به به طور متوسط ​​می تواند تلفات مربوط به سیل را به حداقل برساند، اما نیاز به اطلاعات دقیق در مورد وضعیت هیدرولوژیکی کل حوضه رودخانه، ذخیره کل آب. متأسفانه به دست آوردن چنین اندازه گیری های جامعی با شبکه های هیدرولوژیکی موجود دشوار است.

مدل های ریاضی آب و هوا جهانی می توانند جنبه های بسیاری از سیستم آب و هوایی فیزیکی را تولید کنند. مدل های گردش عمومی (GCM) فرآیندهای ساختاری را در جو، اقیانوس و سطح زمین شبیه سازی می کنند. سناریوهای پیش بینی شده در مورد تغییرات آب و هوا برای مدل های منتخب GCM اعمال می شود و از خروجی آنها در شبیه سازی های هیدرولوژیکی PRMS استفاده می شود.

معاون حفاظت و بهره‌برداری شرکت آب منطقه ای اصفهان گفت: 90 درصد از مخزن سد زاینده‌رود خالی است.حسن ساسانی امروز سه‌شنبه با اشاره به 137 میلیون متر مکعبی ذخیره سد زاینده‌رود، افزود: 90درصد از مخزن سد زاینده رود خالی است.

وی با بیان این که این میزان نسبت به حجم ذخیره شده در میانگین بلند مدت حدود 78 کاهش داشته است، ادامه داد: سال گذشته در بازه زمانی مشابه حدود 144 میلیون مترمکعب آب در مخزن سد ذخیره شده بود و این نشان دهنده کاهش حدود چهار درصدی نسبت به سال گذشته است.