在天空中监测全球水资源

年一度的“世界水周”将于8月26日至31日在瑞典首都斯德哥尔摩举行，今年的主题为“水，生态系统和人类发展。”

理解水资源对生态环境和人类社会的影响，离不开科技手段的支撑。过去十六年，一对由美国国家航空航天局（）和德国航空太空中心发射的卫星（）在地球轨道上移动，通过不同区域地球引力的差异来判断流域水储量的大小，以此追踪水在海洋中、陆地上以及大气层中的运动。

全世界的科学家们利用观测到的数据完整而精确地监测流域水储量的巨大变化。近年来基于GRACE观测的研究表明，直接的人类活动和气候变化正越来越深刻地影响全球的水文情势。

太空中的“眼睛”

GRACE双星于2002年发射升空，两颗卫星在距地400多公里的轨道上运行。与其他卫星工作原理不同的是，GRACE卫星探测的是地球重力场的细微变化。地球上的海洋、冰川和地下水的流动和改变，都会影响地球某些区域的相对“重量”，从而引起地球重力场的相应变化。这微弱的变化逃不过两颗卫星的“眼睛”。重力场的变动会改变两颗卫星之间的相对距离，并被卫星通过微波测距技术记录下来。根据这一数据，研究者可以推算出地球重力场发生的改变，进而估计出水的总体质量发生的变化。

追踪水资源变化

年以来，重力卫星为我们描绘了全球淡水可用性的面貌。最近的一项研究对年到2016年卫星观测到的34个水储量变化趋势进行了量化分析。这些区域水储量的上升或下降幅度都远远超过了之前水文模型的模拟，有些观测区域的变化是模拟数据的十倍之多。

所谓流域总水储量 ()由几部分组成，包括地表水（湖泊、水库、河流、冰川、积雪等）、土壤水和地下水。

根据该研究，气候变化和人类活动深刻改变了全球水文情势。这在中国华北地区相当明显，大规模引调水工程，以及最近的节水小麦推广，都是人类活动显著改变区域水储量及其分布的重要例证。

被低估的影响

同样根据GRACE重力卫星的监测数据，2018年初发表的一项研究指出，所有的水文模型都严重低估了全球流域水储量的变化。

研究发现底格里斯河流域、恒河流域、印度河流域和美国加州中央谷地等区域由于农业灌溉、地下水开采造成陆地水储量的大幅度减少；同样水储量大量减少的美国阿拉斯加、南美的巴塔哥尼亚等则是由于气候变化造成的大规模冰川融化；而在冈比亚、尼日尔、南非、印度中部、中国青藏高原北部以及长江中下游地区都发现了明显的陆地水储量的增长。该研究的作者之一，清华大学水利水电工程系龙笛研究员告诉中外对话，水储量的减少有自然和人为因素，但水储量的增加目前基本上都是自然原因造成的。

他认为，通过人为干预，例如提高农业用水效率，减小地下水开采等措施，可以降低水储量亏损的速率，也可以实现水储量的恢复和水资源可持续利用。龙笛表示，“准确地评估淡水供应量的变化对于预测区域的粮食供应、人类及生态系统的健康、能源生产和社会发展至关重要”。

GRACE“眼中”的中国水资源

水资源的可持续管理是全球颇为棘手的环境挑战。在中国范围内，除了华北平原之外，新疆天山和西南河流源区的水储量下降也非常明显。龙笛介绍说，西北和西南地区的水储量下降主要是由于气温上升造成高山冰川和永久性积雪的融化。冰雪一方面以升华的形式进入大气，另一方面形成冰雪融水之后进入土壤，又以蒸散发的形式回到大气。除此之外，冰雪融水径流汇入河道，被用于农业灌溉、生活供水等。

这些变化预示着，随着气候变化的影响，有限的水资源将日益变得更加珍贵。但龙笛认为，水储量的变化并非不可逆。气候波动和变化会在导致一些地方水储量亏损的同时，另一些地方的水储量会增加。通过水利工程的调蓄，如兴建水库和跨流域调水，可以使水资源得到“人为再分配”和合理利用。当然，需要尽可能减小水利工程对生态环境的负面影响，并发挥和最大化水利工程在维系生态环境方面的积极作用。

今年5月22日，承担卫星后续任务的卫星从美国飞向太空，接替年10月退役的两颗卫星，开启重力卫星监测地球水资源的新篇章。

城市成为气候行动领导者

绿色和平组织近日发布的一份 报告显示，英国有数以万计的孩子呼吸着污染物超标的空气。就在报告发布当日，一群来自世界各地的市政府官员和金融家在伦敦召开会议，探讨城市在未来减少碳排放和建设可持续基础设施中的作用。

这次会议由C40城市气候领导联盟（由91个城市组成的联盟，旨在应对气候变化）在伦敦市政厅召开，旨在探讨如何在全世界范围内动员巨额私有资本支持低碳基础设施的建设。

目前，该联盟75%的可持续项目（涉及交通、能源和垃圾处理等领域）依靠的是公共部门的资金，也就是说在私有资本的吸纳上存在巨大的短板。

城市人口密集，是温室气体排放的主要来源，但在洪灾、干旱和热浪等气候变化引起的极端天气事件面前又特别脆弱。

因此，市级政府领导人在国际社会应对气候变化的过程中扮演着核心角色。一些市级政府领导人也已经认识到，应对气候变化不能仅依赖国家或国际层面的行动。

特朗普政府主政后大肆打压气候行动，不仅意图大幅削减美国航空航天局（NASA）气候研究和美国国家环保局的资金，废除《清洁电力计划》，还威胁说要撤回向联合国提供的数十亿美元气候资金。与此同时，欧洲G20国家部长们在距离7月份召开的G20峰会还有3个月的时候，投票将气候融资内容从最新的声明草案中删除。

面对这些威胁，很多城市的应对方法是加倍团结，将未来发展的主动权掌握在自己手中。

“气候变化的领导权正在逐渐向下延伸，最明显的是在城市层面。”英国气候变化与工业大臣尼克·赫德如是说。

他又说：“（在全世界范围内）政治领导方式正在变革，协作越来越重要。城市必须找到比以前更清洁、更完善的新的发展路径。这也给它们带来了巨大压力，须尽快地将创新解决方案市场化。”

面对就英国脱欧后工业战略的各种猜测，赫德声称英国的气候行动“将力度空前”。

世界资源研究所罗斯可持续城市中心总监阿尼·达斯古普塔说：“我们与各城市的互动表明，美国的市政府们已经站了出来。在气候政策上，世界各地的市级政府都比国家政府更进步，这将是一个长期趋势。”

争分夺秒

C40城市气候领导联盟和奥雅纳工程顾问公司最近的一份报告 指出，要将全球温度上升控制在比前工业化水平高2摄氏度之内，在2020年之前低碳基础设施投资必须达到3750亿美元。这似乎是一个不可能实现的目标。

赫德警告说，到2050年全世界三分之二的人口都将住在城市，未来五年围绕基础设施所做的决策将决定各国是否能兑现其在“ 巴黎协定”中所做的承诺。

C40城市气候领导联盟执行主席马克·沃茨说，城市层面采取的行动可以完成巴黎协定中2摄氏度目标所需减排量的40%，并且强调了可持续发展投资所带来的经济机遇。

他说：“（C40城市）有3000个项目有待实施，其中700个是建筑项目。我们目前只筹集了15%的资金，这意味着155亿美元的投资机会。”

英国计划在未来4到5年引进4.5万辆电动巴士，这代表着超过100亿英镑的投资机会。而今年晚些时候在考文垂开业的新电池厂，也会给当地提供数百个就业机会。

融资不易

快速城镇化是引入私有资本的障碍之一，因为这意味着总是没有足够的资金来支持无尽的需求。此外，影响私有资本流入的因素还有政治动荡和对资金流动的规制。

花旗银行企业可持续性主管瓦莱里·史密斯指出，发展中国家遏制公债规模的债务限额阻碍了这些国家融资渠道的发展。而发达国家的问题则可能是信用评级不足导致的银行贷款额度不够。

解决之道

金融家们呼唤更具“可融资性”的商业模式、放松金融监管和出台更多的财政鼓励措施，如对投资者的减税优惠。市级政府领导人们则呼吁加强各级政府（从街道到国家）间的合作，并就彼此的金融需求进行专业的沟通。

英国建筑承包商Skansaka公司的格雷格·霍尔强调说，工程负责人和投资者在评估建筑投资的风险和回报时必须放眼长远，同时将员工医保福利和生产力等指标纳入综合考量。

会议上列举了一些利用公共资金成功动员私有资本的例子，包括巴塞罗那利用停车费来为骑行系统融资（由一家私营公司经营），以及麦德林利用空气污染税为骑行系统提供资金。

到2020年，中国城市人口比例将达到60%，投资可持续基础设施成为当务之急。

要实现“巴黎协定”的目标，城市至关重要。在城镇化和人口增长的压力下，城市是否能携手私有资本成功对现有活动进行去碳化，并且获得可持续的发展，将至关重要。