臺灣大學大氣科學系 羅敏輝助理教授

　　陸地上的水文過程在全球及局部氣候扮演了重要的角色。就像海洋提供下邊界條件給大氣，陸地的水文過程提供了由土壤、湖泊的蒸發以及植物的蒸散給大氣。而不同的植披、土壤成份與地形等等，更加深了陸地水文過程的複雜性，同時也深刻地影響著陸地與大氣的交互作用。因此，了解陸地水文過程對氣候的影響將有助於改善氣候模式進而提升氣候模擬的準確度。

　　相較於表層土壤水分與大氣之間的快速交互作用，地下水扮演相當重要的緩衝角色。地下水可以比喻成大氣的一個水銀行，當有降水時，因為土壤可以含的水有限，所以大部分的水除了從地表蒸發回到大氣或是經由河川流到海洋，其餘的都會流到底下成為地下水。而當乾旱或乾季時，地下水就變成了大氣中水的來源。也因為地下水庫夠大，可以先暫時當一個緩衝區，所以才有這樣的能力。

　　現今的陸地模式，由於缺乏完整的地下水與大氣相互作用的物理過程，因而無法合理地模擬地下水對於氣候的影響，尤其是人類活動引起的地下水水位的改變（例如地下水抽取）對於大氣在空間與時間所扮演的角色。另一方面，人類的農業活動（例如灌溉）也改變了地表輻射與水的收支平衡，此一過程同樣的也沒有被完整的描述在大部分的氣候模式中。我的研究藉由改進美國國家大氣研究中心的陸地模式，並加入的簡單的灌溉過程，再結合其大氣模式將可進一步探討人類活動所引起的地下水變化與地表輻射收支對於區域和全球氣候的影響。

　　然而全球地下水的變化是難以被觀測到的，新的衛星遙測可以幫助我們解決這個問題。Gravity Recovery and Climate Experiment簡稱GRACE是美國NASA和德國太空中心合作的一項衛星計畫，衛星在2002年3月發射到太空後開始提供資料。跟其他衛星不一樣的地方在於，GRACE是由兩顆衛星所組成。而這兩顆衛星的距離會因為地球上的重力不同產生變化，而地球重力的變化，水循環是一個重要的因素，藉由記錄這兩顆衛星的距離變化將可進一步了解地球上的水循環。

　　利用GRACE將可量化人類效應所引起之地下水變化，並探討人類活動對於水文收支的影響，以及了解地下水在氣候系統中所扮演的角色。另一方面，將可評估人類活動所導致地下水的變化以及其對於氣候的回饋效應，並可用以預測全球未來的地下水資源，以及由於地下水抽取所造成的海平面上升的高度。此研究將改善既有氣候模式之不足，對陸地水文研究提供新的進展。

Gravity Recovery and Climate Experiment簡稱 GRACE，是美國NASA和德國太空中心合作的一項衛星計畫。衛星在2002年3月發射到太空後開始提供資料。跟其他衛星不一樣的地方在於，GRACE是由兩顆相同衛星所組成。而這兩顆衛星的距離會因為地球上的重力不同產生變化，而地球重力的變化，水循環是一個重要的因素。藉由記錄這兩顆衛星的距離變化將可進一步了解地球上的水循環。(from JPL, NASA, http://gracetellus.jpl.nasa.gov/multimediagallery/ )