國際原子能機構（IAEA）和世界氣象組織(WMO)在英國格拉斯哥舉行的第26屆聯合國氣候變化大會上組織的一次活動總結說，借助核技術收集的數據將在減緩和減少氣候變化對日益稀缺的水資源的影響方面發揮越來越重要的作用。
世界正面臨著不斷升級的淡水危機。氣候變化嚴重擾亂了水循環，導致降水模式發生變化，造成極端洪水和干旱。由于氣溫升高，冰川正在融化，海洋和海平面正在上升，湖泊等水體正在以越來越快的速度蒸發。專家使用同位素技術來監測和研究這些變化，以更好地了解氣候變化如何影響世界各地的可用水量，并改進現有的水資源管理實踐，為后代節約用水。
我們掌握的關于水的數據越多，我們就越能了解氣候變化引起的水循環變化。——國際原子能機構同位素水文學科科長Jodie Miller
“同位素是用于評估過去、現在和未來特定區域氣候變化的有力工具，”國際原子能機構總干事拉斐爾·馬里亞諾·格羅西說。“同位素技術綠色、經濟且易于使用，是更好地了解全球氣候動態的理想方法。”
當水通過水文循環的不同階段時，水分子中的氧和氫同位素會重新分布。同位素包含相同數量的質子和電子，但可以包含不同數量的中子——這意味著它們的化學性質相同，但可以根據分子量進行區分。同位素的重新分布為水分子提供了獨特的同位素組成，它充當同位素指紋，讓我們了解水的歷史及其遵循的路徑。反過來，這提供了科學依據，可以據此做出保護地上和地下的珍貴水資源儲備的決定。
“IAEA-WMO的伙伴關系是核科學和技術支持直接氣候行動的一個證明。”WMO 副秘書長 Elena Manaenkova 說，“同位素科學幫助我們了解水的來源以及我們如何改善跨學科和國際合作。”
隨著世界各地淡水的質量和數量不斷下降，許多國家正在將地下水作為飲用水源。事實上，地下水提供了全球一半的飲用水，氣候變化正在嚴重影響全球這一戰略水資源的可用性。
通過使用同位素指紋技術研究地下水的年齡和補給率，專家可以快速確定這些戰略性供水如何被耗盡以及它們有多容易受到污染。
收集從南極到北極的數據
為了尋找數據來調查和優化地下水和其他水源的使用，科學家和從業人員求助于全球降水同位素網絡 (GNIP)。由 IAEA 和 WMO 維護了 60 多年，GNIP 是世界上最大的大氣中水同位素信息集合。
“GNIP 的獨特附加價值在于它提供了關于形成水分子的氫和氧同位素的信息，”國際原子能機構同位素水文學科科長Jodie Miller 說，“水中還有其他同位素，但科學家們可以通過檢查 H 2 O 分子本身的同位素值來確定水的年齡、起源和運動。”
這些數據還被專家廣泛用于建立氣候模型、復雜的數學方程，說明決定地球氣候的過程和相互作用。哥斯達黎加大學副教授安娜瑪麗亞杜蘭克薩達說，氣候模型用于檢查氣候行為并定義觀察到的氣候變化在多大程度上是由人類活動引起的。
GNIP 擁有位于 90 多個國家/地區的 1100 多個站點的每月同位素記錄 - 從南極洲到北極以及其間的任何地方，包括大洋中的偏遠島嶼和世界主要城市。這些數據可供研究人員和從業人員在線訪問。在過去的 60 年中，GNIP 與來自世界各地的許多貢獻者合作，每月收集了超過 130,000 份同位素記錄。
“缺水是一個全球性問題，需要國際合作，”米勒說。“國際原子能機構正在邀請各國加入 GNIP——我們掌握的關于水的數據越多，我們就越能了解氣候變化引起的水循環變化。”
在此次活動中簽署經修訂的協議后，國際原子能機構和氣象組織將致力于建立數據庫和網絡，以包括河流和湖泊等其他水文組成部分。這將進一步提高我們對氣候變化對可用水量影響的理解，并將為我們提供緩解由氣溫上升引起的全球水資源短缺的工具。
“通過這一更新的 IAEA-WMO 協議，我們渴望將更廣泛的科學界聯系起來，與我們合作創建和分析相關的水數據。這是為了幫助每個人更好地了解我們如何提供有彈性的水解決方案，以減輕氣候變化的影響并幫助減少溫室氣體排放，”WMO 水與冰凍圈主任 Johannes Cullmann 說。
英國能源部首席科學顧問 Paul Monks 表示，GNIP 的工作對于以科學為基礎的水資源保護至關重要。
“GNIP 是一個獨特的監測和數據收集系統，可以真正洞察水文循環中最具活力和最重要的部分之一，”他說。“我們確實面臨氣候挑戰，但如果沒有這些高質量的數據集，我們將無法提供這些見解或我們所看到的這些變化的基礎，以及我們希望在未來幾年看到的復蘇。”
