Forskere graver dybt for at spore Californiens stadigt skiftende grundvandsforsyning

Erica Woodburn blev først forelsket i hydrogeologi - studiet af distribution og bevægelse af grundvand - som en bachelor i geologi. "Jeg var fascineret af tanken om, at vi ikke ved, hvor og hvordan grundvand bevæger sig meget af tiden, og at vi ikke ved, hvor meget af det vi skal stole på for fremtiden, " hun sagde.

I dag, Woodburn - en forsker i laboratoriets område for jord- og miljøvidenskab, og en af ​​10 Early Career Laboratory Directed Research and Development (LDRD) prismodtagere annonceret i november – er ved at udvikle en ny modelleringsteknik, der anvender fjernmålingsteknologi til at forstå "virkningerne af klimaændringer på Californiens vandforsyning, herunder virkningen af ​​ekstreme klimaer – såsom kraftig nedbør eller snefald efterfulgt af lange perioder med tørke – som staten har oplevet i de seneste år, " hun sagde.

Nogle ser Californiens dyrebare grundvandsreserver som en potentiel buffer mod mange års tørke, men problemet, ifølge Woodburn, er, at man ikke kan se, hvor meget grundvand, der faktisk er lagret under os. "Og det er et stort spørgsmål i Central Valley, som leverer meget af statens vand til landbruget, industriel, og kommunale anvendelser, " sagde hun. "Og uden nogen historiske analoger til ekstreme klimaer, det er især usikkert, når man forsøger at fremskrive, hvordan et nyt klima vil påvirke vores grundvand i fremtiden, "tilføjede hun.

Woodburn og hendes forskerhold bruger højtydende databehandling på Berkeley Labs National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC), en DOE Office of Science brugerfacilitet, at modellere de 3-D fysiske processer af det, der kaldes Jordens "kritiske zone" - området, der spænder fra dybt grundvand op til den nederste del af atmosfæren.

Deres model vil være i stand til at kvantificere, hvordan kritisk zone dynamik såsom ændringer i grundvandslagring kan påvirke vandtilgængeligheden for vegetation, for eksempel. De kan også bruge deres model til at simulere, hvordan forskellige opvarmningsscenarier kan påvirke sneakkumuleringsmønstre i Sierra Nevada-bjergkæden, eller påvirke de miljømæssige strømme, der er nødvendige for truede eller truede arter.

Holdet modellerer også et stort set ustyret vandskel i det nordlige Californien for at forstå virkningerne af klimaændringer adskilt fra virkningerne af vandforvaltning. Disse data vil derefter blive koblet sammen med NASA's GRACE-satellitdata i et forsøg på at isolere dynamikken og opførselen af ​​grundvandsopbevaring.

Ved at opnå en bedre forståelse af den hydrologiske cyklus i dette vandskel, forskerne håber at "bruge deres resultater til at informere om, hvad der vil ske med grundvand, hvis forskellige vandforvaltning eller teknikker til modvirkning af klimaændringer implementeres, " hun sagde.