Mentre le risorse di acqua dolce della Terra sono limitate, la sfida di gestirli in modo efficace e sostenibile mentre ci dirigiamo verso un futuro più caldo con una popolazione umana in crescita significa tenere sotto controllo una rete apparentemente infinita di corsi d'acqua sotterranei e sotterranei.

Per gli Stati Uniti, sono stati sviluppati due enormi modelli che catturano i processi idrologici, dalla previsione delle inondazioni alla previsione dei livelli delle acque sotterranee, per l'intero continente. Ora, un progetto guidato dai ricercatori dell'Università di Princeton ha intrapreso l'arduo compito di confrontare questi due modelli per garantire che scienziati e responsabili politici lavorino in modo coerente, dati accurati quando si tratta di gestire il bilancio idrico della nazione.

Ricercatori di Princeton, il Centro Nazionale per la Ricerca Atmosferica (NCAR), l'Università dell'Arizona (UA), e la NASA hanno pubblicato i risultati della prima fase del Continental Hydrologic Intercomparison Project (CHIP). Il team ha trascorso un anno eseguendo simulazioni di supercomputer e analizzando grandi set di dati mentre confrontava i due modelli continentali, noti come WRF-Hydro e ParFlow-CLM, tra loro e con quasi 3, 000 osservazioni di flusso, secondo un rapporto sul giornale Ricerca sulle risorse idriche .

I ricercatori hanno cercato di esaminare i componenti e i processi all'interno di ciascun modello, nonché di risolvere eventuali pregiudizi e discrepanze tra di essi. Il progetto si pone come il primo confronto modello-modello di questa scala e fornisce un'importante prova di concetto per confrontare rigorosamente modelli idrologici su larga scala, hanno riferito i ricercatori.

I risultati dello studio non solo aumentano la conoscenza degli scienziati su come modellare i processi idrologici, ma anche di come migliorare le previsioni future, ha detto la prima autrice corrispondente Danielle Tijerina, uno studente di dottorato in ingegneria civile e ambientale a Princeton.

"Poiché tutti i modelli hanno pregiudizi intrinseci, uno dei nostri obiettivi principali era utilizzare le prestazioni del flusso di flusso del modello per isolare pregiudizi specifici, che offre quindi agli sviluppatori di modelli una piattaforma per iniziare a migliorare alcuni aspetti di questi modelli, " Ha detto Tijerina. "Vogliamo sottolineare che questo è stato un enorme sforzo di collaborazione tra diversi gruppi di modelli, che è essenziale per lo sviluppo e il miglioramento di questi modelli di comunità".

Esaminando e risolvendo le discrepanze tra ciascun modello, i ricercatori hanno anche contribuito a creare fiducia scientifica e pubblica nella trasparenza e nell'accuratezza della modellazione idrologica, ha detto l'autore corrispondente Reed Maxwell, Professore di ingegneria civile e ambientale a Princeton e all'High Meadows Environmental Institute (HMEI).

Questa fiducia è fondamentale in quanto scienziati, i responsabili politici e la comunità lavorano insieme per conservare e proteggere le risorse idriche della nazione, Egli ha detto. Maxwell è co-investigatore principale di HydroGEN, un progetto finanziato con una sovvenzione del Convergence Accelerator da 1 milione di dollari della National Science Foundation (NSF) che utilizzerà l'intelligenza artificiale per simulare il sistema idrico sotterraneo naturale della nazione nel tentativo di migliorare la gestione dell'acqua e aiutare le persone a prepararsi meglio per le inondazioni e la siccità.

"La portata e la profondità di questo progetto aiutano a costruire la fiducia della comunità e forniscono le informazioni sulla modellazione dei bacini idrografici, necessarie per creare ampie collaborazioni che miglioreranno la modellazione idrologica dei bacini idrografici negli Stati Uniti, " disse Maxwell, che è direttore dell'Integrated GroundWater Modeling Center con sede in HMEI.

La carta, "Progetto di intercomparazione idrologica continentale, Fase 1:confronto di modelli idrologici su larga scala negli Stati Uniti continentali, " è stato pubblicato nell'edizione di luglio 2021 di Ricerca sulle risorse idriche .