Overvågning af grundvandsændringer mere præcist

En ny metode kan være med til at spore grundvandsændringer bedre end tidligere. Til denne ende, forskere fra Potsdam og Oberlin, Ohio (USA), har sammenlignet gravitationsfeltdata fra GRACE- og GRACE-Follow On-satellitmissionerne med andre målemetoder. De undersøgte sæsonbestemt vandlagring i næsten 250 flodbassiner i Asien, hvis vandregime er domineret af monsunen. Resultaterne gør det muligt at nedskalere GRACE-data i stor skala til mindre områder. Det rapporterer forskerne om i tidsskriftet Earth and Planetary Science Letters .

Viden om underjordisk vandlagring er af eksistentiel betydning for såvel landbruget som for drikkevandsforsyningen i mange regioner. Disse reservoirer genopfyldes af nedbør og nedsivende vand, som igen fodrer floder og søer og tillader floder at flyde i tørre årstider. målinger, imidlertid, er svære, fordi det er svært at se ind i jorden, så man må stole på enten kun punktværdier - via boringer og brønde - eller på beregninger fra nedbørs- og afstrømningsdata.

Siden 2002 har der været en anden metode til at måle grundvandsændringer:Via GRACE-satellitmissionerne (fra 2002 til 2017) og GRACE-Follow On (siden 2018), ændringen i mængden af ​​vand i og på jorden kan bestemmes ud fra dens tyngdefeltsignal. Men denne metode har også sine faldgruber. Først, masseændringerne målt af GRACE-FO-satellitterne siger intet om den dybde, hvori massen befinder sig:Tømmes søer ved overfladen? Falder niveauet af floder? Eller dræner vandet fra dybere lag? For det andet GRACE-FO-satellitterne leverer data for forholdsvis store områder på flere titusinder af kvadratkilometer. Det er i øjeblikket ikke muligt at løse tyngdefeltdataene mere præcist.

I en ny undersøgelse, Amanda H. Schmidt fra Oberlin College, Ohio, sammen med forskere fra det tyske forskningscenter for geovidenskab, viser, hvordan forskellige metoder smart kan kombineres for at opnå pålidelige grundvandsdata selv for små vandløbsoplande. De har undersøgt monsunregndata og sæsonbestemt vandlagring i næsten 250 flodbassiner i Asien. Størrelsen af ​​de enkelte områder varierer fra tusind til en million kvadratkilometer. Undersøgelsen dækker næsten hele Asien.

Vandbalancen på vores planet er karakteriseret ved tre hovedvariabler:nedbør, overfladeafstrømning og fordampning. Forskellen mellem disse går ind i eller strømmer ud af forskellige reservoirer, f.eks. grundvandet. Tidsserier af målestationer på floder (hydrografer) efter vedvarende nedbør viser typiske faldende kurver (såkaldte recessionskurver), som afspejler tømning af vandreservoirer. Grundvandsfluktuationer kan estimeres ud fra disse kurver. En anden metode er sammenligning af nedbørs- og afstrømningsværdier med tidsforsinkelsen af ​​afstrømningen; den midlertidige mellemlagring resulterer i en såkaldt P-Q hysterese. P står for nedbør og Q for afstrømning. Arealet eller størrelsen af ​​hysteresesløjfen kan bruges som et mål for mellemlageret.

Studiet i Earth and Planetary Science Letters viser nu, at P-Q-hysteresen og gravitationsfeltdataene for GRACE-missioner er stærkt korrelerede. Ifølge undersøgelsen begge afspejler sæsonbestemte grundvandsændringer meget godt. Som en konsekvens, det betyder, at en kombination af nedbørs- og afstrømningsdata og GRACE-tyngdefeltdata også kan bruges til at registrere grundvand i oplande, der kun er omkring 1000 kvadratkilometer store.