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为解决地下水模拟中比释水率（Sy）数据不可靠问题，研究人员构建全球数据集 GASY，助力相关研究。
在地球的 “水世界” 里，地下水就像隐藏在地下的巨大宝藏，默默支撑着生态系统的稳定，对气候研究也有着举足轻重的作用。而比释水率（
Sy）作为地下水研究中的关键参数，如同打开宝藏大门的钥匙，它能揭示地下水位波动时地下水的增减情况，在地球系统模型（ESMs）、土地表面模型（LSMs）等研究中至关重要。
然而，这把 “钥匙” 却存在诸多问题。Sy数值受土壤质地、地下水位深度等多种因素影响，时空变化大。不同方法估算出的Sy差异显著，在区域尺度上更是缺乏可靠数据。目前全球范围内，没有被广泛认可的公开Sy数据，现有的全球数据也仅作为特定模型输入，未正式发表。这导致在模拟地下水位时，误差频发，地下水研究困难重重。
为了攻克这些难题，中国科学院大气物理研究所、武汉大学、中国科学院青藏高原研究所等机构的研究人员携手展开了一项重要研究。他们成功构建了全球网格化平均比释水率（GASY）数据集，这一成果发表在《Scientific Data》上，为地下水研究带来了新的曙光。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，借助 GetData Graph Digitizer 软件和 MATLAB，从 Johnson 的三线图中提取Sy数据并进行拟合，建立起Sy与土壤质地（砂、黏土和粉砂百分比）的关系方程。其次，选取了 30 秒全球土壤数据集（GSDE）、SoilGrids 1-km 产品和 0.5 度协调世界土壤数据库 V1.2（HWSD）这三个常用的土壤质地数据集，利用建立的方程生成不同土壤质地的 GASY 数据，并通过多种指标对其进行验证。
下面来详细看看研究结果：
- 数据记录：GASY 数据在 Zenodo 平台公开，格式为 Netcdf。不同数据集的空间分辨率不同，GASY–GSDE 为 30 秒，GASY–SoilGrids 为 1 km，GASY–HWSD 为 0.5 度。各数据集按土壤层分别存储Sy数据。
- 技术验证：
- 全球空间分布合理性分析：GASY 各子数据集与相应砂含量数据空间分布特征相符，砂含量高的地区Sy值大，且空间相关性受分辨率影响。例如，北非砂含量高，GASY–HWSD 的Sy值可达 0.28 以上；而华南和北美东南部砂含量低，Sy值小于等于 0.04。
- 含水层尺度定量验证：在全球十个含水层的验证中，GASY–GSDE 和 GASY–HWSD 与 Richey 等人基于三线图得出的平均Sy一致性最高，与文献中典型Sy值也较为接近。GASY–SoilGrids 与前两者在相同土壤类型区域也能较好吻合，表明 GASY 的生成方法可靠。同时，GASY 值比 GLOBGM–Sy更适用，与含水层抽水试验值吻合度更高。
- 砂土类型现有比释水率验证：GASY 数据与文献中砂土的Sy值相比，处于合理范围，进一步证明了其可靠性。
- 基于 GRACE 的全球验证：全球尺度上，GLOBGM–Sy与 GASY–mean 空间分布差异大，GASY–mean 计算得到的地下水位变化（GWLC）与地下水储量变化（GWSC）空间相关性更强，而使用常数Sy无法反映土壤质地的空间异质性。
研究结论与讨论部分指出，GASY 数据集为全球Sy研究提供了可靠参考，对改进 ESMs/LSMs 中地下水动力学建模、理解地下水资源分布和应对气候变化影响意义重大。不过，该研究也存在一定局限性，如 Johnson 三线图在黏土和砂质黏土区域样本有限，GASY 在这些土壤类型上的适用性需进一步验证；现有土壤质地数据集深度有限，GASY 数据也相应受限，但研究人员提供了扩展 GASY 数据深度的思路。
总的来说，这项研究成功构建了 GASY 数据集，解决了地下水模拟中Sy数据缺乏的难题，虽然存在一些不足，但为后续研究指明了方向，在地下水研究领域迈出了坚实的一步，有望推动该领域的进一步发展。
