NASA Uydu Verileri Colorado Nehri Havzası Yeraltı Sularında Azalmayı Gösteriyor

Araştırmacılar, GRACE/GRACE-FO platformundan elde edilen verileri kullanarak, bölgenin 2002 yılından bu yana toplamda 34 metreküp yeraltı suyu kaybettiğini tahmin ediyor.

5 Aralık 2025

Colorado Nehri, kısmen Büyük Kanyon ve diğer ikonik manzaralarıyla Amerika Birleşik Devletleri’nin en ünlü nehirlerinden biridir. Nehir ayrıca, özellikle Mead ve Powell Gölleri olmak üzere, Amerikan Güneybatısı’na büyük rezervuarlar sağladığı için de dikkat çekicidir. Bu çöl bölgesindeki milyonlarca insan su için Colorado Nehri’ne bağımlıdır ve nehir  bu bölgedeki tarım için de hayati önem taşımaktadır.

Colorado Nehri’nin suyuna olan artan talepler, bölgedeki değişen hava koşullarıyla birleşince, büyük rezervuarlarındaki su seviyelerinin belirgin şekilde düşmesine yol açmıştır. Bu düşüşler, Mead ve Powell Gölleri’nin kıyı şeritlerinde “küvet halkaları” olarak kolayca görülebilir. Göldeki su seviyesinin, mevcut rezervuar seviyelerine kıyasla yüksek olduğunu gösteren işaretler, bu hayati kaynağın her damlasının kullanıldığını ortaya koymaktadır.

Uydu Gözlemlerini Kullanarak Yeraltı Su Kaynaklarını İzleme

Çöl yüzeyinin altında akan önemli yeraltı su kaynakları, bölgedeki insanlar, sanayi ve tarım için de su sağlamaktadır. Colorado Nehri ve rezervuarları, bölgenin su ihtiyacını karşılamaya yetmediği için, yeraltı su kaynaklarından su çekilmiş ve bu da son 20 yılda yeraltı su kaynaklarının artan bir oranda su kaybetmesine neden olmuştur. Rezervuarların aksine, bu kayıp yüzeyde kolayca fark edilemez.

Ancak, hacim kaybı uzaydaki uydular tarafından tespit edilebilir. Araştırmacılar, rezervuarlardaki ve yeraltı su kaynaklarındaki su miktarının azalmasının neden olduğu bölgedeki yerçekimi kuvvetindeki değişimi ölçerek, çekilen su hacmini tahmin edebilirler.

Geophysical Research Letters’da (Abdelmohsen vd. 2025) yayınlanan yakın tarihli bir çalışmada, bir araştırma ekibi, NASA’nın Yerçekimi Geri Kazanımı ve İklim Deneyi (GRACE) ve GRACE Follow-On (GRACE-FO) verilerinden elde edilen yerçekimi verilerini kullanarak, 2002 yılından bu yana Colorado Nehri Havzası akiferlerinden ne kadar su çekildiğini belirledi. Bu çalışma ayrıca, GRACE yerçekimi verileriyle yapılan tahminlerin doğruluğunu teyit etmek için NASA’nın ikinci bir kaynağı olan Kuzey Amerika Kara Veri Entegrasyon Sistemi (NLDAS) verilerini de kullandı.

Sonuçlar, rezervuarların ve akiferlerin 2002’den beri toplamda 52 kübik kilometre su kaybettiğini göstermektedir. Yeraltı suyundaki azalma, bu toplamın %65’i, yani yaklaşık 34 kübik kilometredir. Bu tür bir kayıp sürdürülebilir değildir ve tatlı suyun tükenme riski potansiyel olarak ciddidir.

GRACE ve GRACE-FO’dan Yerçekimi Verileri

GRACE görevleri, hem sağladıkları veriler hem de verileri elde etmek için kullanılan teknoloji açısından dikkat çekicidir. Konsept basittir: iki yamuk şeklindeki uydu, aralarında yaklaşık 220 kilometre mesafe olacak şekilde eş zamanlı olarak yörüngede döner. Radyo (mikrodalga) sinyalleri, iki uydu arasındaki kesin mesafeyi belirlerken, Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS) antenleri yörünge konumlarını gösterir.

Uydular yörüngede dönerken Dünya’nın yerçekimi alanı değiştiğinden, iki uydu arasındaki mesafe, birbirlerinden uzaklaşmaları veya birbirlerine doğru hafifçe itilmeleri nedeniyle değişecektir. Araştırmacılar, çok sayıda yörünge boyunca tekrarlanan ölçümler alarak, uydular arasındaki mesafedeki küçük değişimlerden Dünya’nın yerçekimi alanını hassas bir şekilde belirleyebilirler.

Dünya’nın yerçekimi alanını ölçmenin iki ana nedeni vardır. Birincisi, yerçekimi alanının hassas bir şekilde belirlenmesi, Dünya yüzeyinin yüksekliğindeki değişimi ölçmek için kullanılabilecek temel veriler üretir. Örneğin, bu tür ölçümler, büyük bir depremin Dünya’nın kara yüzeyinin yüksekliğini, dağ zirvelerinin resmi yüksekliği de dahil olmak üzere ne kadar değiştirdiğini belirlemek için kullanılabilir.

İkincisi, Dünya’nın yerçekimi alanını ölçmek, araştırmacıların Dünya’nın yerçekimindeki değişimleri ölçmelerini sağlar; bu ölçüm, Colorado Nehri Havzası Akiferlerini değerlendirmek için kullanılır. Belirli bir bölgedeki su miktarı değiştikçe, su kütlesi arttıkça veya azaldıkça o bölgedeki Dünya’nın yerçekimi de değişir. Bu değişim, Dünya yüzeyinde ve yüzeyin altında su depolamasındaki değişiklikleri gösterir. GRACE misyonunun adındaki “iklim” kısmı da buradan gelir.

Aşağıdaki şekil (Humphrey, Rodell ve Eicker 2023’ten) bunun nasıl çalıştığını göstermektedir.

GRACE görevinin ölçüm prensibi. İki GRACE uydusu, yaklaşık 500 km yükseklikte, yaklaşık 220 km mesafeyle birbirlerini takip eder. Bir bölgede kütle artışı yaşandığında, yerçekimi çekimi yerel olarak daha güçlü hale gelir ve öndeki uydunun pozitif kütle anomalisine doğru hızlanmasına neden olur. Sonuç olarak, iki uzay aracı arasındaki mesafe, arkadaki uydu yetişene kadar artar. Yörünge davranışındaki bu değişimler daha sonra Dünya yüzeyindeki zamana bağlı kütle değişimlerini tahmin etmek için kullanılır.

Değişen yerçekimi alanını hesaplamak için kullanılan gerçek yönteme “mascon” denir; bu, “kütle konsantrasyonu”nun kısaltılmış adıdır. Belirli bir zamandaki Dünya’nın yerçekimi alanı aslında GRACE görevinin topladığı tüm verileri birleştiren bir “çözüm”dür. Masconlar, yüzeydeki kütle değişimleri nedeniyle yerçekiminin nerede değiştiğini gösteren bir çözüm türüdür. Masconlar, yerçekimi anomalilerinin – yerçekiminin ortalama (ortalama) yerçekimi alanına kıyasla arttığı veya azaldığı yerlerin – hesaplanmasına ve gösterilmesine olanak tanır. Aşağıdaki görselde Mayıs 2025’e ait yerçekimi anomalileri gösterilmektedir.

GRACE/GRACE-FO uyduları tarafından gözlemlenen küresel yüzey kütle anomalileri (2005-2010 yerçekimi alanına göre Mayıs 2025 ayı için). Karada, kırmızı renkler ortalamanın altında karasal su miktarlarını, mavi renkler ise ortalamanın üzerinde su miktarlarını (buz, kar, toprak nemi ve yeraltı suyu dahil) göstermektedir. Okyanuslarda, kırmızı renkler ortalamanın altında okyanus taban basıncını, mavi renkler ise ortalamanın üzerinde taban basıncını göstermektedir. Okyanus taban basıncındaki değişiklikler, büyük ölçekli okyanus akıntısı değişimlerinin yanı sıra okyanus kütle değişikliklerinden kaynaklanan genel deniz seviyesi değişiklikleriyle de ilişkilidir. Kaynak: GES DISC

Mayıs 2025 yerçekimi anomalileri haritasında bazı dikkat çekici özellikler bulunmaktadır. Kongo ve Amazon yağmur ormanı bölgelerindeki pozitif anomaliler, ikonik “yağmur mevsimi”nden kaynaklanmaktadır ve bu durum, Sahra Çölü’nün güneyindeki Sahel bölgesindeki pozitif anomaliyi de açıklayabilir. Mayıs 2025’te Kongo Nehri havzasında yağış normalden yüksek, ancak Sahel ve Amazon havzasında yaklaşık olarak normal seviyedeydi.

Bu harita ayrıca ABD’nin güneybatısındaki çöl bölgesinde yer alan Colorado Nehri havzasındaki negatif yerçekimi anomalisini de açıkça göstermektedir. Bu kalıcı anomali, esas olarak bu bölgedeki yeraltı su kaynaklarından sürekli su çekilmesinden kaynaklanmaktadır, çünkü ortalamanın biraz üzerinde olan aylık yağış miktarları bu durumu önemli ölçüde etkilememektedir.

NLDAS’tan Hidrolojik Veriler

Araştırmacılar, GRACE yerçekimi verilerine dayalı olarak akiferlerden su kaybı ölçümlerinin doğruluğunu kontrol etmek için bağımsız bir veri kaynağı olan Kuzey Amerika Kara Veri Entegrasyon Sistemi’ni (NLDAS) kullandılar.

NLDAS, araştırmacıların akış, toprak nemi, akarsu debisi ve buharlaşma gibi hidrolojik değişkenlerin değerlerini belirlemelerine olanak tanıyan çeşitli kara yüzey modelleri (LSM) sistemidir. LSM’ler, çıktı değişkenlerini hesaplamak için girdi verilerini kullanır. NLDAS modelleri, değişkenleri hesaplamak için farklı varsayımlara ve farklı denklemlere sahiptir, bu nedenle model sonuçları karşılaştırılabilir ve değerlendirilebilir.

Colorado Nehri havzası çalışması için araştırmacılar, GRACE yerçekimi verileriyle hesaplanan sonuçları kontrol etmek için NLDAS verilerini kullandılar. Abdelmohsen vd.’ye göre, Makalelerinde şu ifadeye yer verdiler: “Hem Yukarı Colorado Nehri Havzası’nda hem de Aşağı Colorado Nehri Havzası’nda GRACE verilerinin tahminlerinin doğruluğunu değerlendirmek için, NLDAS’tan üç modelden (NOAH, VIC ve Mosaic) elde edilen yağış, buharlaşma ve toplam akış dahil olmak üzere hidrolojik akışları kullanarak bağımsız bir su kütle dengesi analizi gerçekleştirdik.”

Ayrıca yeraltı suyu depolamasını hesaplamak için NLDAS verilerini kullandılar. GRACE verileri, nehirlerde, göllerde, rezervuarlarda, akiferlerde, toprak neminde ve kar örtüsünde bulunan suyun toplam miktarını gösteren Toplam Su Depolamasını ifade ediyordu. GRACE verilerinin NLDAS verileriyle birlikte kullanılması, özellikle akiferlerden ne kadar su kaybedildiğine dair önemli tahminin doğruluğunu kontrol etmenin bir yolunu sağladı.

Bu araştırmanın sonuçları, özellikle tarımsal çıkarlar ve topluluklar, yerli Amerikan kabile toprakları da dahil olmak üzere, bölgedeki kaynak yöneticileri için dikkate alınması gereken önemli sonuçlardır.

Kaynakça

Abdelmohsen, K., Famiglietti, J. S., Ao, Y. Z., Mohajer, B., and Chandanpurkar, H. A. (2025). Declining freshwater availability in the Colorado River basin threatens sustainability of its critical groundwater supplies. Geophysical Research Letters, 52, e2025GL115593. doi:10.1029/2025GL115593

Humphrey, V., Rodell, M., and Eicker, A. (2023) Using satellite-based terrestrial water storage data: a review. Surveys in Geophysics 44, 1489–1517. doi:10.1007/s10712-022-09754-9

Mitchell, K. E., Lohmann, D., Houser, P. R., Wood, E. F., Schaake, J. C., Robock, A., et al. (2004). The multi-institution North American Land Data Assimilation System (NLDAS): Utilizing multiple GCIP products and partners in a continental distributed hydrological modeling system. Journal of Geophysical Research, 109(D7). doi:10.1029/2003JD003823 

Dec 5, 2025

Data Center/Project

Goddard Earth Sciences Data and Information Services Center (GES DISC)

Source:James Acker (2025) NASA Satellite Data Show Decrease in Colorado River Basin Aquifers https://www.earthdata.nasa.gov/news/feature-articles/nasa-satellite-data-show-decrease-colorado-river-basin-aquifers?utm_source=newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=earthdata-discovery-122025