Un nuovo metodo potrebbe aiutare a monitorare i cambiamenti delle acque sotterranee meglio di prima. A tal fine, ricercatori di Potsdam e Oberlin, Ohio (Stati Uniti), hanno confrontato i dati del campo gravitazionale delle missioni satellitari GRACE e GRACE-Follow On con altri metodi di misurazione. Hanno studiato lo stoccaggio stagionale dell'acqua in quasi 250 bacini fluviali in Asia, il cui regime idrico è dominato dai monsoni. I risultati consentono di ridimensionare i dati GRACE su larga scala a regioni più piccole. Lo riferiscono i ricercatori sulla rivista Lettere di Scienze della Terra e dei Pianeti .

La conoscenza dello stoccaggio dell'acqua sotterranea è di importanza esistenziale per l'agricoltura e per l'approvvigionamento di acqua potabile in molte regioni. Questi serbatoi vengono riforniti dalle precipitazioni e dalle infiltrazioni d'acqua, che a sua volta alimenta fiumi e laghi e permette ai fiumi di scorrere nelle stagioni secche. Misure, però, sono difficili perché è difficile guardare nella terra, quindi si deve fare affidamento solo su entrambi i valori dei punti, tramite pozzi e pozzi, o su calcoli dai dati di precipitazione e deflusso.

Dal 2002 esiste un altro metodo per misurare i cambiamenti delle acque sotterranee:tramite le missioni satellitari GRACE (dal 2002 al 2017) e GRACE-Follow On (dal 2018), la variazione della quantità di acqua dentro e sulla terra può essere determinata sulla base del suo segnale del campo gravitazionale. Ma anche questo metodo ha le sue insidie. Primo, le variazioni di massa misurate dai satelliti GRACE-FO non dicono nulla sulla profondità in cui si trova la massa:i laghi si svuotano in superficie? Il livello dei fiumi sta diminuendo? Oppure l'acqua defluisce dagli strati più profondi? In secondo luogo, i satelliti GRACE-FO forniscono dati per aree relativamente grandi di diverse decine di migliaia di chilometri quadrati. Al momento non è possibile risolvere i dati del campo gravitazionale in modo più preciso.

In un nuovo studio, Amanda H. Schmidt dell'Oberlin College, Ohio, insieme ai ricercatori del Centro di ricerca tedesco per le geoscienze, sta mostrando come diversi metodi possono essere combinati in modo intelligente per ottenere dati affidabili sulle acque sotterranee anche per piccoli bacini fluviali. Hanno esaminato i dati sulle precipitazioni monsoniche e lo stoccaggio stagionale dell'acqua in quasi 250 bacini fluviali in Asia. La dimensione delle singole aree varia da mille a un milione di chilometri quadrati. Lo studio copre quasi tutta l'Asia.

Il bilancio idrico del nostro pianeta è caratterizzato da tre variabili principali:precipitazioni, deflusso superficiale ed evaporazione. La differenza di questi entra o esce da vari serbatoi, per esempio. le acque sotterranee. Le serie temporali delle stazioni di misurazione sui fiumi (idrografi) dopo precipitazioni persistenti mostrano tipiche curve di caduta (cosiddette curve di recessione), che riflettono lo svuotamento dei serbatoi d'acqua. Le fluttuazioni delle acque sotterranee possono essere stimate da queste curve. Un altro metodo è il confronto dei valori di precipitazione e deflusso in base al ritardo del deflusso; la memorizzazione intermedia temporanea determina una cosiddetta isteresi P-Q. P sta per precipitazione e Q per deflusso. L'area o la dimensione del ciclo di isteresi può essere utilizzata come misura per la memorizzazione intermedia.

Lo studio in Lettere di Scienze della Terra e dei Pianeti ora mostra che l'isteresi P-Q ei dati del campo gravitazionale delle missioni GRACE sono fortemente correlati. Secondo lo studio, entrambi riflettono molto bene i cambiamenti stagionali delle acque sotterranee. Come conseguenza, ciò significa che una combinazione di dati sulle precipitazioni e sul deflusso e dati del campo gravitazionale GRACE può essere utilizzata anche per registrare le acque sotterranee in bacini idrografici di soli 1000 chilometri quadrati di dimensione.