二十年来，卫星悄然记录着脚下蔓延的重大危机：地球陆地正以前所未有的速度干旱化。在气候变化、地下水过度开采及极端干旱的共同驱动下，这一趋势已在北半球形成四大"巨型干旱区域"，威胁着数十亿人的淡水供应。目前仅地下水流失对海平面上升的贡献率已超过冰盖融化，若全球不立即实施紧急水资源政策，人类或将面临灾难性的淡水危机。
研究团队报告称，陆地上的干旱区域正以每年约相当于加利福尼亚州面积两倍的速度扩张。并且，干旱区域变干的速度现已超过湿润区域变湿的速度，逆转了长期以来的水文模式。
这对可用淡水资源的负面影响是惊人的。全球75%的人口生活在101个国家，这些国家在过去22年里持续流失淡水资源。根据联合国预测，世界人口在未来50至60年内将持续增长——与此同时，淡水资源的可用性正在急剧萎缩。
研究人员确定了陆地上的水资源流失类型，并首次发现其中68%仅来自地下水——其对海平面上升的贡献超过了格陵兰和南极冰盖的总和。
"这些发现或许传达了迄今为止关于气候变化对水资源影响的最严峻警示，"该研究首席研究员、亚利桑那州立大学可持续发展学院全球未来教授Jay Famiglietti表示。"各大洲正在变干，淡水资源可用性不断缩减，海平面上升正在加速。持续过度开采地下水的后果可能危及全球数十亿人的粮食和水安全。这是一个需要'全员动员'的时刻——我们需要立即采取行动保障全球水安全。"
研究人员评估了美德重力恢复与气候实验（GRACE）及后续任务（GRACE-FO）超过二十年的数据，分析了自2002年以来陆地蓄水量的变化方式及原因。陆地蓄水量包含地球表面所有植被水、土壤水分、冰、雪以及储存在陆地的地下水。
"我们正在流失的非可再生水资源数量令人震惊，"该研究主要作者、亚利桑那州立大学研究科学家Hrishikesh A. Chandanpurkar表示。"冰川和深层地下水如同古老的信托基金。我们本应在干旱等紧急情况下才动用它们，如今却将其视为理所当然。此外，我们在丰水年也未尝试补充地下水系统，正滑向迫在眉睫的淡水破产。"
临界点与持续恶化的大陆干旱
该研究发现在2014-15年"超级厄尔尼诺"时期存在一个临界点。气候极端事件开始加速，作为应对，地下水使用量增加，大陆干旱速度超过了冰川和冰盖融化的速率。
此外，研究揭示了一种此前未报告的振荡现象：2014年后，干旱区域主要分布地从南半球转向北半球，湿润区域则呈现相反变化。
导致大陆干旱的关键驱动因素之一是北半球中纬度地区（例如欧洲）日益加剧的干旱极端事件。此外，在加拿大和俄罗斯，过去十年冰雪和冻土融化加速，全球地下水持续枯竭也是主要因素。
在先前研究中，团队成员曾利用2002—2016年卫星数据分析陆地蓄水量。本次新研究通过20多年数据发现大陆干旱出现重大进展。若干区域性干旱模式和先前已识别的局部"热点"现已相互连接——形成了四个大陆尺度的巨型干旱区域。
这些区域包括：
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北美西南部及中美洲：涵盖美国西南部主要粮食产区，以及菲尼克斯、图森、拉斯维加斯等沙漠城市和洛杉矶、墨西哥城等大都市区。
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阿拉斯加及加拿大北部：包含阿拉斯加和不列颠哥伦比亚省的高山冰川融化，加拿大高纬度地区的冰雪冻土融化，以及不列颠哥伦比亚省和萨斯喀彻温省等主要农业区的干旱化
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俄罗斯北部：该地区高纬度区域正经历大规模冰雪冻土融化
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中东-北非（MENA）泛欧亚地区：涵盖迪拜、卡萨布兰卡、开罗、巴格达和德黑兰等沙漠城市；乌克兰、印度西北部和中国华北平原等主要产粮区；萎缩的里海和咸海；以及巴塞罗那、巴黎、柏林、达卡和北京等大都市
事实上，研究表明自2002年以来，按纬度平均仅热带地区持续变湿——这一现象未被政府间气候变化专门委员会（IPCC）用于预测未来气候情景的复杂计算机模型所预见。连续观测记录对理解水循环的长期变化至关重要。
"这项研究切实展现了持续观测陆地蓄水量等变量的重要性，"Chandanpurkar强调。"GRACE记录已具备足够长度，使我们能稳健识别气候变率中的长期趋势。增加实地观测和数据共享将进一步支持数据分离工作，并为水资源管理提供依据。"
全球警钟
大陆干旱的空前规模威胁着农业与粮食安全、生物多样性、淡水供应和全球稳定。本研究强调了开展大规模持续研究的必要性，以向政策制定者和公众通报日益严峻的水资源挑战及创造实质性变革的机遇。
"这项研究意义重大。它清晰表明我们亟需制定全球尺度的新政策与地下水管理策略，"同时担任朱莉安·瑞格利全球未来实验室专家、美国宇航局喷气推进实验室前高级水科学家的Famiglietti指出。"虽然减缓气候变化的努力面临挑战，但我们可以通过实施区域和国际地下水可持续性新政策来应对大陆干旱问题。此举将减缓海平面上升速度，并为后代保存水资源。"
研究呼吁立即采取行动减缓并逆转地下水枯竭，保护剩余淡水资源，适应日益增长的水短缺和海岸洪水风险。研究团队进一步指出，战略性水资源管理、国际合作和可持续政策对保护子孙后代的水资源及减轻对地球系统的进一步破坏至关重要。
该研究还将支持世界银行集团即将发布的旗舰报告，该报告将深入探讨这些发现——包括大陆干旱对人文经济的影响——并为各国应对日益加剧的淡水危机提出可操作的解决方案。
关于研究
研究结论基于美德GRACE和GRACE-FO卫星任务超过22年的陆地蓄水数据。完整报告详述了干旱趋势的科学分析及区域细分，这些趋势在气候变率背景下仍呈现稳健性和持续性。
研究团队包括来自亚利桑那州立大学；FLAME大学Hrishikesh A. Chandanpurkar；喷气推进实验室John T. Reager与David N. Wiese；阿卜杜拉国王科技大学Kaushik Gopalan与Yoshihide Wada；韩国科学技术院Kauru Kakinuma；世界银行张帆等科学家。
本研究由亚利桑那州立大学朱莉安·瑞格利全球未来实验室、GRACE后续科学团队及世界银行全球水监测项目资助。