Detta konceptuella diagram jämför två metoder för modellering av vattenrörelser över och under landytan. Traditionella landytemodeller förenklar systemet genom att lösa det som en uppsättning diskreta kolonner utan sidledande grundvattenflöde, medan integrerade hydrologiska modeller förbinder tredimensionellt flöde i underytan med processer på landytan. Upphovsman:Laura Condon, Syracuse University; Mary Michael Forrester och Reed Maxwell, Colorado School of Mines
Växter är en av de största vattenanvändarna på land och, genom transpiration, de för mer vatten in i atmosfären än vattendrag eller floder rör sig över landskapet. Till skillnad från strömflöde, som lätt kan observeras, att mäta eller simulera mängden vattenväxter som överförs till atmosfären är en betydande utmaning.
Nu, med hjälp av det amerikanska energidepartementets avancerade datorkapacitet, forskare har modellerat växttranspiration från grundvatten till atmosfären. Genom att göra så, de har upptäckt att lateralt grundvattenflöde, som inte har inkluderats i tidigare modelleringsstudier, kan vara den saknade länken för att förutsäga hur viktigt växtvattenanvändning är för den globala vattencykeln.
Hantering av vattenresurser i regional skala kräver förståelse för hur mycket vatten vegetationen i regionen använder. Anläggningstranspirationens relativa betydelse är en av de största osäkerheterna när det gäller att balansera regional och global vattencykling. Genom att förbättra de regionala och globala simuleringarna av växttranspiration kan forskare bättre förutsäga hur vattensystemet kommer att reagera på framtida förändringar av jordsystemet. De nya insikterna kommer också att låta forskare förutsäga och förstå hur mycket sötvatten som finns tillgängligt globalt.
Med hjälp av integrerade hydrologiska simuleringar som kopplar samman växt- och landenergiprocesser med yt- och underjordisk hydrologi, forskarna studerade den relativa betydelsen av transpiration som en bråkdel av allt vatten som rör sig från landytan till atmosfären (vanligen kallad transpirationspartitionering) på kontinental skala. De fann att både det totala flödet av vatten och transpirationsdelning är kopplat till djupet av vattentabellen. På grund av denna koppling, inklusive grundvattenflöde i modellen ökar transpirationsfördelningen från 47 ± 13% till 62 ± 12%. Detta resultat tyder på att grundvattenflödet, som i allmänhet är förenklad eller utesluten från andra simuleringar i kontinental skala, kan ge en saknad länk till att förena observationer och globala modeller av markbundna vattenflöden.
