加州的干旱越来越严重。在问答环节,劳雷尔·拉森解释了数据科学如何发挥作用。

船在湖

2021年5月31日,星期一,布特县奥罗维尔湖的水位保持在38%的容量,因为加利福尼亚州即将进入另一个干旱年。(照片/弗兰克·舒伦伯格)/CC BY-SA 4.0

2021年7月29日

加利福尼亚正处于干旱加剧的时期。截至7月8日加州州长加文·纽斯罗姆发布了该州5爱游戏吧下载电脑版官方下载8个县中的50个县的干旱紧急声明,并敦促当地居民自愿减少用水。加州人以前也经历过类似的干旱时期,这引发了人们对水资源短缺的担忧。但气候变化正在增加这些事件的频率和严重性,导致爱游戏娱乐城公共卫生环境涉及

我们采访了劳拉·拉森,加州大爱游戏电竞学伯克利分校地理副教授和伯克利数据科学学院附属机构,利用数据科学研究未来的清洁水可用性。Larsen,目前正在伯克利休假,同时担任三角洲地区管理委员会他谈到了加州的水资源管理以及数据科学在其中的作用。

为了篇幅和清晰度,本文经过了编辑。

你能描述一下你目前的工作吗?

答:我是三角洲首席科学家,这是一个由美国地质调查局(USGS)资助的职位,位于三角洲管理委员会。

该委员会是一个国家机构,负责管理萨克拉门托-圣华金三角洲。这意味着维持可靠的供水,以有利于生态系统并确保其可持续性的方式管理水,同时保持三角洲的农业和文化特征。目前由我领导的科学计划的任务是提供独立的科学,作为委员会决定的基础。

我还负责环境系统动力学实验室在加州大学伯克爱游戏电竞利分校地理系,我们调查了流域和湿地等水生系统中水资源的可用性和位置,影响这些系统中水资源可用性的过程和因素,以及我们可以使用这些信息预测全国类似环境中水资源可用性的方法。我们有兴趣更好地了解这些过程如何帮助我们为这些环境系统设计更好的恢复和管理策略。

问:你为什么选择用数据科学来研究水资源?

答:就我个人而言,我一直非常喜欢数学和环境科学,并一直在寻找融合这两方面的方法。

在实践层面上,科学界正在资助环境和水文观测站,这些观测站正在以非常高的频率为许多不同类型的变量收集环境系统各个方面的数据。正在收集越来越多的数据。但综合工作——利用这些数据做些事情——一直在进行现在,尤其是在伯克利,越来越多的学生正在接受真正深入的水文学学科培训和非常强大的数据科学培训。

这个决定也得到了我实验室博士后和研究生的强烈指导,作为帮助我们预测没有测量数据的地方的水流的努力的一部分。

问:为什么这类预测会对公众产生影响?

A:水流预报能帮助我们更好地预测灾害。它可以让我们知道洪水什么时候会到达,有足够的时间来实施防备措施。

在更长的时间尺度上,它还可以帮助我们规划未来的气候情景。在加利福尼亚,我们正在关注干旱和洪水频率的增加。在规划适应策略时,尝试对我们可能预期的溪流或洪水设定一些界限是很重要的。

另一件事是,这在全国范围内的综合知识可以帮助我们生成预测在这些预测不可能的地方,因为那里不是一个测量站或只有数据可以从卫星,这是相当有限的时候流flow-predictions。在过去的几十年里,人们批评水文学过于关注流域尺度和特定地点。但大规模的数据综合可以帮助我们克服这种批评。

问:你从你的工作中学到了什么,关于我们需要在加利福尼亚州和地区做出哪些努力来解决干旱和洪水问题?

答:我们在州一级意识到,我们目前的运营模式——仅仅看一下当前的水年——是不够的。我们真的需要在旱灾和洪水发生之前就预测它们。一旦宣布进入紧急状态,每个人都在努力弄清楚如何在当前的限制条件下进行水资源分配。对于跨机构协作或集体集思广益,试图想出以前从未使用过的现成解决方案来说,这是一个非常具有挑战性的情况。

来自多个机构的人员迫切需要与所有利益相关方一起决定干旱期间的管理目标,并开发将应用科学知识帮助我们制定更优化解决方案的模型。

问:国家和地区政策如何?

答:我认为我们真正需要的是对现有政策的改革,这些改革允许更灵活的水资源管理,以适应必要的调整。

例如,我从许多负责在三角洲执行政策的机构那里听到的一件事是,在干旱条件下很难达到盐度标准。在未来,这些盐度标准很可能需要变得更加灵活,以一种平衡人类和生态系统需求的方式更有效地管理盐度。随着海平面上升和流入三角洲等地的水量减少,更多的咸水侵入内陆地区,危及水源的吸收。

问:这对我们的饮用水和需要淡水才能生存的物种的生态系统来说是个问题吗?

A:是的,没错。

问:我们是否需要新的水资源政策?

答:在干旱条件下,污染物更加集中。有很多污染物我们还不太了解它们对生态系统的影响。我想也许在未来,我们会看到更多的政策来规范这些污染物。

我们还可能看到与有害藻华相关的水质监管政策。随着温度升高和干旱条件下,这些水华变得更加频繁。这是三角洲地区的一个特殊问题,但在加利福尼亚州的其他地区也是一个问题。

问:这真的很有帮助。你还有什么要补充的吗?

答:一些机构一直在开发全国范围的河流流量预测模型,包括国家水模型由国家大气研究中心和国家水文模型由美国地质调查局使用。

我的伯克利团队和合作者正在研究的令人兴奋的事情之一是如何向公众提供类似的全国范围的水质预测。这有助于在全国范围内预测有害的藻类水华或其他可能难以在饮用水中处理的水质成分。这些预测ts对于饮用水处理厂来说可能是个大问题,他们可以利用这些信息在战略上确定他们取水的时间。这仍然感觉很遥远,但我们正在朝着这个方向取得进展。