जहां कैलिफोर्निया के विशाल सिएरा नेवादा ने सैन जोकिन घाटी को फैलाने के लिए आत्मसमर्पण कर दिया है, एक उच्च-दांव जासूसी कहानी सामने आ रही है। अपराधी एक व्यक्ति नहीं है, लेकिन एक प्रक्रिया है: स्नोमेल्ट की रहस्यमय यात्रा के रूप में यह भूमिगत की यात्रा करने के लिए भूमिगत यात्रा करता है जो भूजल भंडार को फिर से भरने के लिए है।
अन्वेषक एक नासा जेट है जो रडार तकनीक से सुसज्जित है, इसलिए संवेदनशील यह एक निकेल की तुलना में जमीनी आंदोलनों का पता लगा सकता है। यह काम अमेरिकी पश्चिम की सबसे अधिक दबाव वाली पानी की चुनौतियों में से एक के समाधान को अनलॉक कर सकता है – भूजल की आपूर्ति को सूखा चलने से रोकना।
“नासा की तकनीक में हमें यह मापने में अभूतपूर्व सटीकता देने की क्षमता है, जहां स्नोमेल्ट भूजल को रिचार्ज कर रहा है,” वाशिंगटन में नासा हेडक्वार्टर में नासा के अर्थ एक्शन वाटर रिसोर्सेज प्रोग्राम के कार्यक्रम प्रबंधक एरिन उर्कहार्ट ने कहा। “यह जानकारी किसानों, जल प्रबंधकों और नीति निर्माताओं के लिए महत्वपूर्ण है जो कृषि और समुदायों के लिए पानी की आपूर्ति की रक्षा के लिए सर्वोत्तम संभव निर्णय लेने की कोशिश कर रहे हैं।”
फरवरी के अंत में, नासा के एक विमान में निर्जन हवाई वाहन सिंथेटिक एपर्चर रडार से सुसज्जित एक विमान (उवसर) इस वर्ष के लिए योजना बनाई गई छह उड़ानों में से पहली आयोजित की गई, सैन जोकिन घाटी में तुलारे बेसिन के लगभग 25 मील की दूरी पर गुजरते हुए, जहां तलहटी खेत से मिलती है। यह एक क्षेत्र के विशेषज्ञों को लगता है कि अमेरिका के सबसे उत्पादक कृषि क्षेत्रों में से एक के लिए पानी की आपूर्ति बनाए रखने के लिए एक कुंजी है।
सैन जोकिन घाटी के भूजल में से अधिकांश पिघलने से आता है सिएरा नेवादा स्नो। “पीढ़ियों के लिए, हम कैलिफ़ोर्निया में पानी का प्रबंधन कर रहे हैं, बिना यह जाने कि पिघलवा पानी भूमिगत रूप से कैसे रिसता है और भूजल की भरपाई करता है,” स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी के जियोफिजिसिस्ट और प्रोफेसर रोज़मेरी नाइट ने कहा, जो शोध का नेतृत्व कर रहे हैं।
प्रक्रिया काफी हद तक अदृश्य है – चट्टान और तलछट के माध्यम से नमी फ़िल्टरिंग, और बागों और क्षेत्रों के नीचे गायब हो रही है। लेकिन जैसे ही तरल ढलान पर चलता है, यह एक पैटर्न का अनुसरण करता है। पानी नदियों और धाराओं में बहता है, इसमें से कुछ अंततः घाटी के किनारे पर भूमिगत रूप से रिसते हैं या जैसे कि जलमार्ग घाटी में फैल जाते हैं। जैसे -जैसे पानी जमीन के माध्यम से चलता है, यह थोड़ा दबाव पैदा कर सकता है जो बदले में सतह को ऊपर की ओर धकेलता है। आंदोलन मानव आंख के लिए अगोचर है, लेकिन नासा की उन्नत रडार तकनीक इसका पता लगा सकती है।
“सिंथेटिक एपर्चर रडार सीधे पानी नहीं देखता है,” यूंलिंग लू ने समझाया, जो दक्षिणी कैलिफोर्निया में नासा के जेट प्रोपल्शन प्रयोगशाला में यूएवीएसएआर कार्यक्रम का नेतृत्व करता है। “हम सतह की ऊंचाई में परिवर्तन को माप रहे हैं – एक सेंटीमीटर से छोटा है – जो हमें बताता है कि पानी कहां है।”
ये सतह के उभारें “इनसर रिचार्ज सिग्नेचर” कहते हैं। यह ट्रैक करके कि ये सतह उभार कैसे पहाड़ों से घाटी में पलायन करते हैं, टीम को उम्मीद है कि भूजल की पुनःपूर्ति जहां होती है और अंततः, पानी की मात्रा को स्वाभाविक रूप से सिस्टम को रिचार्ज करने की मात्रा निर्धारित करता है।
सैटेलाइट-आधारित INSAR (इंटरफेरोमेट्रिक सिंथेटिक एपर्चर रडार) का उपयोग करते हुए पिछला शोध ने दिखाया है कि सैन जोकिन घाटी के उत्थान और सब्सिडे में भूमि मौसम के साथ, जैसा कि भूजल को सिएरा स्नोमेल्ट द्वारा फिर से भर दिया जाता है। लेकिन उपग्रह रडार रिचार्ज पथों की विशिष्ट रूप से पहचान नहीं कर सका। नाइट की टीम ने भूमिगत तलछट की छवियों के साथ उपग्रह डेटा को संयुक्त किया, एक एयरबोर्न इलेक्ट्रोमैग्नेटिक सिस्टम का उपयोग करके अधिग्रहित किया गया, और एक्विफर रिचार्ज के लिए जिम्मेदार प्रमुख छिपे हुए उपसतह जल मार्गों को मैप करने में सक्षम था।
नासा का एयरबोर्न यूएवीएसएआर सिस्टम और भी अधिक विस्तृत डेटा प्रदान करेगा, संभावित रूप से शोधकर्ताओं को यह स्पष्ट करने की अनुमति मिलती है कि पानी कहां और कितनी तेजी से पानी वापस जमीन में भिगो रहा है और डिफेटेड एक्विफर्स को रिचार्ज कर रहा है।
कैलिफ़ोर्निया की सेंट्रल वैली अमेरिका की एक तिहाई से अधिक सब्जियों और उसके फल और नट्स का दो-तिहाई हिस्सा पैदा करती है। इस कृषि बिजलीघर का दक्षिणी हिस्सा सैन जोकिन घाटी है, जहां अधिकांश खेती के संचालन भूजल पर बहुत अधिक भरोसा करते हैं, विशेष रूप से सूखे के वर्षों के दौरान।
जल प्रबंधकों को कभी -कभी भूजल पंपिंग पर प्रतिबंध लगाने के लिए मजबूर किया जाता है क्योंकि एक्वीफर स्तर गिरते हैं। कुछ किसान अब तेजी से गहरे कुओं को ड्रिल करते हैं, लागत को बढ़ाते हैं और भंडार को कम करते हैं।
“यह जानते हुए कि रिचार्ज कहाँ हो रहा है, स्मार्ट जल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है,” तुलारे सिंचाई जिले के महाप्रबंधक आरोन फुकुडा ने कहा, तुलारे काउंटी में एक जल प्रबंधन एजेंसी, जो सिंचाई और भूजल रिचार्ज परियोजनाओं की देखरेख करती है।
फुकुडा ने कहा, “शुष्क वर्षों में, जब हमें सीमित अवसर मिलते हैं, तो हम बाढ़ की रिलीज को कुशलता से रिचार्ज करने वाले क्षेत्रों में निर्देशित कर सकते हैं, उन स्थानों से बचते हैं, जहां पानी बस वाष्पित हो जाएगा या इसमें सोखने में बहुत समय लगेगा,” फुकुडा ने कहा। “गीले वर्षों में, 2023 की तरह, यह और भी अधिक महत्वपूर्ण है – हमें बाढ़ को रोकने और अवशोषित राशि को अधिकतम करने के लिए जितनी जल्दी हो सके जमीन में पानी को स्थानांतरित करने की आवश्यकता है।”
पृथ्वी के पानी की निगरानी और प्रबंधन के लिए नासा का चल रहे काम में अत्याधुनिक प्रौद्योगिकियों की एक श्रृंखला को मिलाया जाता है जो एक दूसरे के पूरक हैं, प्रत्येक भूजल प्रबंधन की चुनौतियों में अद्वितीय अंतर्दृष्टि का योगदान देता है।
आगामी निसार (नासा-इस्रो सिंथेटिक एपर्चर रडार) मिशन, आने वाले महीनों में लॉन्च करने के लिए नासा और भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन (ISRO) के बीच एक संयुक्त परियोजना, भूमि और बर्फ की सतह के परिवर्तनों को ट्रैक करने के लिए वैश्विक-पैमाने पर रडार डेटा प्रदान करेगी-जिसमें भूजल आंदोलन के हस्ताक्षर भी शामिल हैं-हर 12 दिनों में।
समानांतर में, ग्रेस सैटेलाइट्स – जर्मन एयरोस्पेस सेंटर, जर्मन रिसर्च सेंटर फॉर जियोसाइंसेस और नासा द्वारा संचालित – पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण में छोटे बदलावों का पता लगाकर वैश्विक भूजल निगरानी को बदल दिया है, जो बड़े क्षेत्रों में मासिक जल भंडारण परिवर्तनों की एक व्यापक दृश्य पेश करता है।
गुरुत्वाकर्षण वसूली और जलवायु प्रयोग और अनुवर्ती (ग्रेस एंड ग्रेस-फू) मिशनों ने उजागर करने में मदद की है एक्वीफर्स में बड़ी गिरावटकैलिफोर्निया की सेंट्रल वैली सहित। लेकिन उनका मोटे रिज़ॉल्यूशन पूरक उपकरणों के लिए कहता है, उदाहरण के लिए, अधिक सटीकता के साथ हॉटस्पॉट को रिचार्ज करें।
साथ में, ये प्रौद्योगिकियां उन उपकरणों का एक शक्तिशाली सूट बनाती हैं जो क्षेत्रीय पैमाने पर निगरानी और स्थानीयकृत जल प्रबंधन के बीच की खाई को पाटते हैं। नासा के पश्चिमी जल अनुप्रयोग कार्यालय (WWAO) यह भी सुनिश्चित करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है कि डेटा का यह धन जल प्रबंधकों और अन्य लोगों के लिए सुलभ है, इन-सीटू के दृश्य और दूर से संवेदी भूजल अवलोकन जैसे प्लेटफार्मों की पेशकश करता है (कन्या) सूचित निर्णय लेने की सुविधा के लिए डैशबोर्ड।
नासा के जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी में WWAO के निदेशक स्टेफ़नी ग्रेंजर ने कहा, “सैन जोकिन में इस तरह के एयरबोर्न अभियान परीक्षण करते हैं कि हमारी तकनीक अमेरिकी समुदायों को मूर्त लाभ कैसे दे सकती है।” “हम उन उपकरणों का मूल्यांकन करने के लिए स्थानीय जल प्रबंधकों के साथ साझेदारी करते हैं जो पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका में पानी की आपूर्ति को मजबूत करने की क्षमता रखते हैं।”
एमिली डेमार्को द्वारा
नासा मुख्यालय