L'acqua è così comune che spesso la diamo per scontata. Ma troppo, o troppo poco, fa notizia.

Le catastrofiche inondazioni nel Midwest degli Stati Uniti questa primavera hanno causato miliardi di dollari di danni e hanno devastato i raccolti, dopo che la pioggia ha provocato uno scioglimento di massa della neve. Sette anni di siccità in California così debilitanti da portare al razionamento dell'acqua si sono conclusi dopo che un inverno umido e nevoso ha coronato diversi anni di lenta ripresa e ha ricostituito il vitale manto nevoso della montagna.

Questi sforzi sono modellati dalla geografia locale e dalle esigenze specifiche degli utenti per garantire che affrontino i dati sull'acqua dolce che sono più preziosi per le comunità. Per questa ragione, La NASA supporta una serie di applicazioni di gestione dell'acqua personalizzate per supportare diverse regioni. Per esempio, Il Western Water Applications Office della NASA lavora con varie entità negli Stati Uniti occidentali, compresi i governi statali, nazioni tribali, e industrie private per monitorare gli impatti della siccità sull'agricoltura e sulle forniture idriche in generale. All'estero, La NASA collabora con l'Agenzia statunitense per lo sviluppo internazionale attraverso il programma SERVIR per fornire dati satellitari, strumenti informatici, e formazione ai partner locali che migliorano la previsione delle inondazioni locali in Africa e valutano gli impatti climatici sui manti nevosi montani dell'Himalaya, tra gli altri sforzi.

Questi programmi sono solo alcuni esempi di molti progetti sostenuti dalla NASA. Centinaia di altri ricercatori, agenzie governative, e le organizzazioni non profit sviluppano i propri strumenti e applicazioni per la gestione dell'acqua utilizzando i set di dati aperti e gratuiti della NASA.

Acqua dalla neve

La NASA sta migliorando i metodi esistenti e sviluppando nuovi metodi di telerilevamento che possono rivelare quanta acqua è immagazzinata nel manto nevoso di montagna e stagionale, una delle fonti di acqua dolce più vitali al mondo. Più di un miliardo di persone, che abbraccia più continenti, fanno affidamento sull'acqua della neve di montagna per le loro riserve idriche che supportano l'acqua potabile, agricoltura, e anche l'energia idroelettrica. I modelli delle nevicate cambiano nel tempo, però, sia di anno in anno dalla variabilità naturale sia a causa degli effetti climatici a lungo termine. Con persistenti richieste umane, la capacità di misurare con precisione quanta acqua c'è nel manto nevoso di montagna diventa una capacità ancora più critica.

Attraverso il programma Airborne Snow Observatory, La NASA e il Dipartimento delle risorse idriche della California utilizzano strumenti montati sugli aeroplani per creare stime ad alta risoluzione del contenuto di acqua della neve per i bacini idrografici prioritari negli Stati Uniti occidentali. I dati raccolti aiutano a determinare i tempi dello scioglimento primaverile, che ha effetti a valle sulla produzione di energia idroelettrica e sulla pianificazione della quantità di acqua che può essere contenuta nei serbatoi.

La NASA è anche focalizzata sullo sviluppo a lungo termine di strumenti per misurare l'acqua nella neve attraverso una campagna sul campo aereo chiamata SnowEx. Questo tipo di campagna sul campo collega misurazioni dettagliate della neve nelle montagne rocciose del Colorado effettuate da ricercatori sul campo alle osservazioni di telerilevamento effettuate da aerei che sorvolano i siti al suolo. Le connessioni realizzate da questi set di dati altamente dettagliati aiuteranno gli scienziati a progettare future missioni satellitari che effettueranno misurazioni simili dallo spazio.

Misurazioni della neve in volo, così come altri programmi, integrano le osservazioni regionali a lungo termine dai satelliti della NASA che creano stime per intere catene montuose negli Stati Uniti occidentali e in tutto il mondo.

Acqua nel cielo

Quando pensiamo all'acqua sulla Terra, possiamo pensare all'oceano, fiumi e laghi. Ma mentre l'acqua scorre intorno al pianeta, l'atmosfera trattiene l'umidità, creando un serbatoio nel cielo che si condensa periodicamente in pioggia e neve. La NASA fa parte di un team di oltre una dozzina di paesi i cui satelliti stanno lavorando insieme per fornire dati globali sulle precipitazioni ogni mezz'ora. sulla terra, la pioggia ha un impatto immediato poiché penetra nel terreno, che sostiene le colture.

I dati sulle precipitazioni sono tra i più essenziali per monitorare il movimento dell'acqua dolce in tutto il pianeta, ed entra in applicazioni che toccano la vita quotidiana delle persone, comprese le previsioni del tempo, monitoraggio delle colture, e previsione delle inondazioni. Per molte parti del mondo, in particolare i paesi in via di sviluppo e i terreni difficili da raggiungere dove le misurazioni del suolo sono scarse o inesistenti, questi set di dati globali della NASA sono a volte l'unica fonte coerente di informazioni su precipitazioni e umidità del suolo.

mezzo mondo di distanza, la siccità nell'Australia orientale ha così impoverito il raccolto di grano che ha dovuto essere importato per la prima volta in 12 anni. Nell'Africa orientale e nel Medio Oriente, alcune delle condizioni di siccità più gravi sulla Terra stanno contribuendo a stressanti raccolti in tutta la Somalia, Sudan, e Yemen.

Che si tratti di inondazioni, siccità, o lo stato e la qualità delle forniture idriche, affrontare i bisogni legati all'acqua degli esseri umani sulla Terra inizia con il sapere dove si trova l'acqua. Con viste uniche dallo spazio, La NASA è in prima linea nello studio e nel monitoraggio di questa risorsa preziosissima e in continuo movimento. I ricercatori utilizzano i dati dei satelliti, aereo, e altri sforzi, per scoprire dove e quando l'acqua è disponibile in tutto il mondo, quanto, e come stanno cambiando questi modelli. Quindi scoprono come utilizzare al meglio quei dati e metterli nelle mani delle persone che ne hanno più bisogno.

Nelle prossime settimane, esploreremo le aree di ricerca della NASA sull'acqua dolce della Terra e esamineremo come questi progressi aiutano le persone a risolvere i problemi del mondo reale.

La NASA e i suoi partner stanno utilizzando i satelliti per rivoluzionare la nostra capacità di tracciare e comprendere il flusso di acqua dolce intorno alla Terra, sia che si trovi nell'atmosfera, sulla superficie terrestre, o sotterraneo. In the last two decades, freely available NASA datasets have been used for extensive research into the movement, distribuzione, and interaction of each part of the water cycle worldwide.

It's a complex cycle:Evaporating from warm tropical oceans, freshwater condenses into clouds, circulating on the winds where a portion of it falls as rain or snow. On the ground, freshwater is stored in ice, neve, fiumi e laghi. Or, it soaks into the ground, disappearing from view to infiltrate into soils and aquifers. Or, before it disappears from view, it can evaporate back to the atmosphere, where moisture is tightly related to Earth's energy flow, which in turn influences weather patterns that govern freshwater's distribution.

"Fresh water is critically important to humans, both in obvious ways and in unseen ways such as moving heat around Earth's entire climate system, " said Jared Entin, terrestrial hydrology program manager in the Earth Science Division at NASA Headquarters, Washington. "With our current satellites, we are now making great progress in pinning down both the detail needed for local water decisions and the global view essential to better understanding our changing climate."

Researchers funded by NASA have used satellite and airborne data to better inform existing tools for flooding, drought forecasts and famine relief efforts, and for planning and monitoring regional water supplies. These efforts are tackling some of the most pressing needs of people around the world.

Water from Below

NASA satellites monitoring Earth's gravity field have given scientists insight into the movement of large masses such as ice and water—including water hidden underground. This global look at changes to the amount of water storied in aquifers, massive underground freshwater reservoirs, has revealed some concerning trends. Of the 37 largest aquifers on Earth, a third of them are being depleted by communities pumping the water faster than it recharges from rainfall. These water declines occur primarily where agriculture and aquifers coincide, and where human water demands can easily exacerbate conditions of periodic drought. Among those most stressed in the past decade are the Central Valley of California, the Indus Basin in northwestern India and Pakistan, and the Arabian Aquifer System in Saudi Arabia.

About 70% of all freshwater on Earth is used for irrigated agriculture. Underground aquifers are water sources that act like waiting bank savings accounts, providing a dependable supply and making agriculture possible in arid areas where significant rain events may only occur once a year and during droughts when surface water is scarce. We do not know the full extent of these underground water aquifers or when they may run dry, but understanding the change in available water that occurs both seasonally and throughout the satellite record helps decision-makers manage their resources.

In addition to witnessing the effects of agriculture, the satellite data show the effects of climate change, most notably in the decline of sea ice and ice sheets at the poles. They also observe the ups and downs of more natural variability that reflects a region's span of wet or dry years. As the global satellite record extends into the future, researchers and water managers will continue to monitor freshwater hidden below as climate patterns shift and human demands grow.