Remote Sensing and Water Resources

این کتاب مجموعه‌ای از مقالات مروری است که نشان می‌دهد چگونه مشاهدات مبتنی بر فضا، همراه با مدل‌سازی هیدرولوژیکی، دانش ما را در مورد چرخه آب قاره‌ای و حساسیت آن نسبت به تغییرات آب و هوا به طور قابل‌توجهی بهبود بخشیده است. دو موضوع اصلی برجسته شده است: (1) استفاده در ترکیب مشاهدات فضایی برای نظارت بر تغییرات ذخیره آب در حوضه های رودخانه در سراسر جهان، و (2) استفاده از داده های فضایی در مدل سازی هیدرولوژیکی یا از طریق جذب داده ها یا به عنوان محدودیت های خارجی. جنبه منابع آب نیز مورد توجه قرار گرفته است، و همچنین اثرات نیروی مستقیم انسانی بر هیدرولوژی زمین (مانند تخلیه آب زیرزمینی، سدسازی بر روی رودخانه‌ها، آبیاری محصولات، تغییر در کاربری زمین و شیوه‌های کشاورزی و غیره). مشاهدات سنجش از دور اطلاعات مهم جدیدی را در مورد این موضوع مهم نیز ارائه می دهد که برای دستیابی به اهداف مدیریت آب بسیار مفید است. طی 15 سال گذشته، تکنیک های سنجش از دور به طور فزاینده ای توانایی خود را برای نظارت بر اجزای تعادل آب حوضه های رودخانه های بزرگ نشان داده اند. مقیاس های زمانی از ماه ها تا دهه ها: ارتفاع سنجی ماهواره ای به طور معمول تغییرات سطح آب را در رودخانه های بزرگ، دریاچه ها و دشت های سیلابی نظارت می کند. هنگامی که با تصاویر ماهواره ای ترکیب می شود، این تکنیک می تواند تغییرات حجم آب سطحی را نیز اندازه گیری کند. سنسورهای مایکروویو غیرفعال و فعال اطلاعات مهمی در مورد رطوبت خاک (به عنوان مثال ماموریت SMOS) و همچنین تالاب ها و برف ارائه می دهند. ماموریت گرانش فضایی GRACE برای اولین بار امکان اندازه گیری مستقیم تغییرات مکانی-زمانی در کل ذخیره آب زمینی یکپارچه عمودی را ارائه می دهد. هنگامی که با سایر مشاهدات فضایی (به عنوان مثال از ارتفاع سنجی ماهواره ای و SMOS) یا تخمین مدل آب های سطحی و رطوبت خاک ترکیب می شود، داده های گرانش فضایی می توانند به طور موثر تغییرات ذخیره آب های زیرزمینی را اندازه گیری کنند. ماموریت‌های ماهواره‌ای جدید که برای سال‌های آینده برنامه‌ریزی شده‌اند، مجموعه ماهواره‌های نظارت بر آب‌های روی زمین را تکمیل می‌کنند. این امر به ویژه در مورد ماموریت SWOT که انتظار می رود هیدرولوژی سطح زمین را متحول کند، صادق است. قبلاً در Surveys in Geophysic، جلد 37، شماره 2، 2016 منتشر شده است

This book is a collection of overview articles showing how space-based observations, combined with hydrological modeling, have considerably improved our knowledge of the continental water cycle and its sensitivity to climate change. Two main issues are highlighted: (1) the use in combination of space observations for monitoring water storage changes in river basins worldwide, and (2) the use of space data in hydrological modeling either through data assimilation or as external constraints. The water resources aspect is also addressed, as well as the impacts of direct anthropogenic forcing on land hydrology (e.g. ground water depletion, dam building on rivers, crop irrigation, changes in land use and agricultural practices, etc.). Remote sensing observations offer important new information on this important topic as well, which is highly useful for achieving water management objectives.Over the past 15 years, remote sensing techniques have increasingly demonstrated their capability to monitor components of the water balance of large river basins on time scales ranging from months to decades: satellite altimetry routinely monitors water level changes in large rivers, lakes and floodplains. When combined with satellite imagery, this technique can also measure surface water volume variations. Passive and active microwave sensors offer important information on soil moisture (e.g. the SMOS mission) as well as wetlands and snowpack. The GRACE space gravity mission offers, for the first time, the possibility of directly measuring spatio-temporal variations in the total vertically integrated terrestrial water storage. When combined with other space observations (e.g. from satellite altimetry and SMOS) or model estimates of surface waters and soil moisture, space gravity data can effectively measure groundwater storage variations. New satellite missions, planned for the coming years, will complement the constellation of satellites monitoring waters on land. This is particularly the case for the SWOT mission, which is expected to revolutionize land surface hydrology. Previously published in Surveys in Geophysics, Volume 37, No. 2, 2016