เทคโนโลยีดาวเทียม

จุดเริ่มต้นของสถานการณ์ที่ตึงเครียดนี้ได้รับการบันทึกไว้ในสิ่งพิมพ์ของ Eva Boergens ในGeophysical Research Lettersตั้งแต่ปี 2020 ในนั้น เธอสังเกตว่ามีการขาดแคลนน้ำอย่างมากในยุโรปกลางในช่วงฤดูร้อนของปี 2018 และ 2019 ตั้งแต่นั้นมา ระดับน้ำใต้ดินไม่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ระดับยังคงต่ำอย่างต่อเนื่อง สิ่งนี้แสดงโดยการวิเคราะห์ข้อมูลโดย Torsten Mayer-Gürr และ Andreas Kvas จากสถาบันมาตรวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีกราซ (TU Graz) ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Global Gravity-based Groundwater Product (G3P) ของสหภาพยุโรป พวกเขาใช้ดาวเทียมแรงโน้มถ่วงเพื่อสังเกตทรัพยากรน้ำใต้ดินของโลกและบันทึกการเปลี่ยนแปลงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผลที่ตามมากว้างไกล ผลกระทบจากภัยแล้งที่ยืดเยื้อนี้เห็นได้ชัดเจนในยุโรปในฤดูร้อนปี 2022 ก้นแม่น้ำแห้ง น้ำนิ่งที่ค่อยๆ หายไป และผลกระทบมากมายต่อธรรมชาติและผู้คน ไม่เพียงแต่สัตว์น้ำจำนวนมากจะสูญเสียที่อยู่อาศัยและดินแห้งทำให้เกิดปัญหามากมายต่อการเกษตร แต่ปัญหาการขาดแคลนพลังงานในยุโรปก็เลวร้ายลงเช่นกัน โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในฝรั่งเศสขาดน้ำหล่อเย็นเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าเพียงพอ และโรงไฟฟ้าพลังน้ำก็ไม่สามารถทำงานได้หากไม่มีน้ำเพียงพอเช่นกัน การวัดน้ำใต้ดินจากอวกาศ นักธรณีวิทยาที่ TU Graz ใช้ข้อมูลจากอวกาศเพื่อสร้างข้อความที่ถูกต้องเกี่ยวกับอ่างเก็บน้ำใต้ดินได้อย่างไร หัวใจของโครงการ G3P คือดาวเทียมแฝดชื่อ Tom and Jerry ซึ่งโคจรรอบโลกในวงโคจรขั้วโลกที่ระดับความสูงต่ำกว่า 490 กิโลเมตร ระยะห่างระหว่างดาวเทียมประมาณ 200 กิโลเมตรมีความสำคัญ คนที่อยู่ข้างหลังต้องตามคนข้างหน้าไม่ทัน นั่นคือเหตุผลที่พวกเขาได้รับชื่อ Tom and Jerry ตามตัวการ์ตูน ระยะห่างระหว่างดาวเทียมจะถูกวัดอย่างต่อเนื่องและแม่นยำ หากพวกมันบินข้ามภูเขา ดาวเทียมข้างหน้าจะเร็วกว่าดาวเทียมที่อยู่ข้างหลังในตอนแรกเนื่องจากมวลที่เพิ่มขึ้นอยู่ข้างใต้ เมื่อผ่านภูเขาไปแล้ว มันจะช้าลงเล็กน้อยอีกครั้ง แต่ ดาวเทียม ด้านหลังจะเร่งความเร็วทันทีที่ถึงภูเขา เมื่อทั้งสองอยู่เหนือภูเขา ความเร็วสัมพัทธ์ของทั้งคู่จะถูกสร้างขึ้นอีกครั้ง การเปลี่ยนแปลงระยะทางเหนือมวลขนาดใหญ่เหล่านี้เป็นตัวแปรการวัดหลักในการระบุสนามโน้มถ่วงของโลก และตรวจสอบได้ด้วยความแม่นยำระดับไมโครเมตร เมื่อเปรียบเทียบแล้ว เส้นผมมีความหนาประมาณ 50 ไมโครเมตร แผนที่แรงโน้มถ่วงของโลกรายเดือน ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นที่ความเร็วการบินประมาณ 30,000 กม./ชม. ดังนั้น ดาวเทียมทั้งสองจึงจัดการวงโคจรของโลกได้ 15 รอบต่อวัน ซึ่งหมายความว่าพวกมันจะครอบคลุมพื้นผิวโลกได้อย่างสมบูรณ์หลังจากผ่านไปหนึ่งเดือน ซึ่งหมายความว่า TU Graz สามารถจัดทำแผนที่แรงโน้มถ่วงของโลกได้ทุกเดือน Torsten Mayer-Gürr กล่าวว่า "การประมวลผลและการคำนวณค่อนข้างมาก เรามีการวัดระยะทางทุกๆ 5 วินาที และประมาณครึ่งล้านการวัดต่อเดือน จากนั้นเราจะกำหนดแผนที่สนามแรงโน้มถ่วง" Torsten Mayer-Gürr กล่าว มวล ลบ มวล เท่ากับ มวล อย่างไรก็ตาม แผนที่แรงโน้มถ่วงยังไม่ได้กำหนดปริมาณน้ำใต้ดิน ทั้งนี้เนื่องจากดาวเทียมแสดงการเปลี่ยนแปลงมวลทั้งหมด และไม่มีความแตกต่างระหว่างทะเล ทะเลสาบ หรือน้ำใต้ดิน สิ่งนี้ต้องการความร่วมมือกับพันธมิตรรายอื่นทั้งหมดในโครงการ EU G3P Torsten Mayer-Gürr และทีมของเขาหามวลรวม ซึ่งการเปลี่ยนแปลงมวลในแม่น้ำและทะเลสาบจะถูกลบออก ความชื้นในดิน หิมะ และน้ำแข็งจะถูกหักออกด้วย และสุดท้ายจะเหลือเพียงน้ำใต้ดินเท่านั้น แต่ละมวลชนเหล่านี้มีผู้เชี่ยวชาญของตนเองที่ให้ข้อมูลของพวกเขาที่นี่ เหล่านี้ตั้งอยู่ในออสเตรีย (Graz University of Technology, Vienna University of Technology, Earth Observation Data Center EODC), เยอรมนี (GeoForschungsZentrum GFZ in Potsdam), สวิตเซอร์แลนด์ (University of Bern, University of Zurich), ฝรั่งเศส (Collection Localization Satellites CLS, Laboratoire d'Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales LEGOS, Magellium), สเปน (FutureWater), ฟินแลนด์ (สถาบันอุตุนิยมวิทยาฟินแลนด์) และเนเธอร์แลนด์ (International Groundwater Resources Assessment Center IGRAC) ยุโรปมีปัญหาเรื่องน้ำ ผลของความร่วมมือนี้แสดงให้เห็นว่าสถานการณ์น้ำในยุโรปขณะนี้มีความล่อแหลมอย่างมาก Torsten Mayer-Gürr ไม่คาดคิดมาก่อนว่าจะมีขนาดใหญ่ขนาดนี้ “ไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผมไม่เคยคิดมาก่อนว่าน้ำจะเป็นปัญหาที่นี่ในยุโรป โดยเฉพาะในเยอรมนีหรือออสเตรีย เรากำลังประสบปัญหากับน้ำประปาที่นี่ เราต้องคิดถึงเรื่องนี้” เขาอธิบาย จากมุมมองของเขา สิ่งสำคัญอันดับแรกคือต้องสามารถบันทึกความแห้งแล้งอย่างต่อเนื่องโดยใช้ข้อมูลและต้องมีภารกิจดาวเทียมอย่างต่อเนื่องในอวกาศ องค์การอวกาศยุโรป ESA และองค์การนาซาของสหรัฐฯ จะดำเนินการวิจัยนี้ต่อไปกับโครงการ MAGIC (กลุ่มดาวแห่งการเปลี่ยนแปลงมวลและธรณีศาสตร์นานาชาติ) TU Graz จะเข้าร่วมการประเมินข้อมูลอีกครั้ง