به گزارش روابط‌عمومی سازمان نقشه‌برداری کشور، منطقه مورد مطالعه در جنوب انتاریو با بارش سالانه بین 750 تا 1000 میلی متر، منطقه‌ای با بارش و رطوبت فراوان محسوب می‌شود که در حوضه دریاچههای بزرگ ایری، انتاریو و هورون واقع شده است (شکل1).

این دریاچه‌‌‌های بزرگ به ترتیب 18٪ و 84٪ از آب شیرین جهان و شمال آمریکا را دارا هستند. این منطقه دارای خاک زراعی خوب و دارای مزارع دیمی است. تقریباً 40٪ از تولید ناخالص داخلی کانادا و 25٪ از محصول کشاورزی کانادا در این منطقه تولید میشود و یک سوم جمعیت کانادا را در خود جای میدهد.

با وجود اینکه این مناطق در مجاورت آب‌های سطحی دریاچه‌‌های بزرگ قرار دارند، آب زیرزمینی همچنان به عنوان منبع اصلی در تأمین آب برای کشاورزی، صنعت، شهرداری‌ها و کاربران روستایی در سراسر اُنتاریو جنوبی است. بنابراین برای مدیریت منابع آب پایش میزان تغییرات آن بسیار حائز اهمیت است. تخمین تغییر ذخیره آب‌های زیرزمینی معمولاً در مقیاس محلی (چاه‌های نظارت) اندازه‌گیری می‌شود. اما چنین شبکه‌هایی تعداد کمی دارند و هنوز فاقد چگالی کافی برای توصیف کامل آب هستند. بنابراین مطالعه میدان جابجایی سطحی زمین با به‌کارگیری تکنیک تداخل‌سنجی راداری  می‌تواند یک منبع مناسب برای نظارت بر تغییرات ذخیره آب در جنوب انتاریو باشد.
 

شکل1- نقشه زمین‌شناسی منطقه مورد مطالعه و مکان ایستگاه‌های RTK GPS
 
برای انجام این پژوهش از نتایج پردازش تصاویر راداری ماهواره رادارست 2 به‌وسیله نرم افزار گاما، اطلاعات هفتگی مشاهدات GPS  به منظور اعتبارسنجی نتایج تداخل‌سنجی راداری، داده‌های بارش ماهانه، داده‌های ماهانه سطح آب دریاچه و داده‌های ماهانه تغییر ذخیره آب زمینی استخراج شده از ماهواره GRACE استفاده شده است. برای تهیه نقشه سرعت تغییر شکل سطح، از چهل و هشت تصویر ماهواره رادارست 2 طی سال‌های 2013 تا 2017 استفاده شد (شکل2).

اطلاعات GPS از هفت ایستگاه در منطقه مورد مطالعه در تطابق خوبی با مشاهدات تداخل‌سنجی راداری است. با استفاده از مجموعه داده‌های ماهانه بارش از مدل جهانی GLDAS، میانگین بارش ماهانه طی سال‌های 2013 تا 2017 برای منطقه مورد مطالعه محاسبه شد. علاوه بر این، از داده‌های ماهانه سطح آب دریاچه برای دوره 2013-  2017 استفاده شده است.
 

شکل 2- نقشه سرعت تغییر شکل سطح (میلی‌متر در سال) به دست آمده از تداخل‌سنجی راداری


نتایج به‌دست آمده موید این نکته بودند که بیشترین میزان فرونشست بیش از 7 میلیمتر در سال در ساحل دریاچه اُنتاریو است که به‌تدریج به سمت جزایر کاهش می‌یابد. کمترین میزان فرونشست کمتر از 1 میلیمتر در سال در شرق برمپتون مشاهده شده است.

نتایج تغییرات فصلی از اندازه‌گیری‌های InSAR و GPS نشان‌دهنده این است که بیشترین میزان بالاآمدگی در اواخر تابستان و اوایل پاییز و کمترین میزان فرونشست در بهار در این دوره زمانی رخ داده است. برای فهم بهتر میدان جابجایی به دست آمده و نقش ذخیره آب، این نتایج با داده‌های تغییر ماهانه ذخیره آب ماهیانه مشاهده شده توسط ماهواره GRACE، داده‌های بارش و میزان سطح آب سه دریاچه بزرگ اطراف محل مطالعه مقایسه شد(شکل3).

نتایج بیان‌گر ترند دایمی فرونشستی با سرعت 4 میلی متر در سال است. همچنین مشاهدات ماهواره GRACE بیانگر افزایش دخیره آب منطقه است. از طرف دیگر نمودار بارش ماهانه فصلی منطقه برای دو سال اول (2013 و 2014) تغییرات سالانه کمی داشته ولی از سال 2015 تا 2017 افزایش یافته است. همچنین بررسی تغییر ماهانه سطح آب دریاچه‌های محل (انتاریو، اری و هورون) در بازه زمانی 2013 تا 2017 نشانگر افزایش سطح دریاچه‌ها است.
 

شکل3: مقایسه نتایج InSAR و GPS با GRACE TWS، میزان بارش و میزان آب دریاچه‌های بزرگ: (الف) میانگین تغییر شکل InSAR مشاهده شده در منطقه مورد مطالعه و میانگین اندازه‌گیری GPS در هفت سایت. (ب) مشاهدات ماهانه TWS GRACE؛ (ج) بارش ماهانه داده‌ها؛ و (د) سطح ماهانه آب دریاچه‌های انتاریو، هودون و اری.

بارگیری آب می‌تواند علت اصلی تغییر شکل پوسته زمین در جنوب انتاریو باشد. نقشه جابجایی سطحی به دست آمده مطابقت خوبی با تغییرات در ذخیره‌سازی آب دارد. تغییرات جرم آب ممکن است منجر به تغییر شکل الاستیک زمین شود. افزایش وزن آب سطح زمین را تحت فشار قرار می‌دهد که در پاسخ به آن تغییر شکل ناگهانی می‌یابد. بنابراین فرونشست مداوم در جنوب اُنتاریو می‌تواند مربوط به افزایش بارگذاری آب باشد. نرخ بالاتر فرونشست در خط ساحلی دریاچه اُنتاریو نیز موید همین مطلب است.