Erica Woodburn blev först förälskad i hydrogeologi – studiet av fördelningen och rörelsen av grundvatten – som en grundutbildning med huvudämne i geologi. "Jag var fascinerad av tanken att vi inte vet var och hur grundvatten rör sig mycket av tiden, och att vi inte vet hur mycket av det vi har att lita på för framtiden, " Hon sa.

I dag, Woodburn – en forskare inom laboratoriets område för jord- och miljövetenskap, och en av 10 Early Career Laboratory Directed Research and Development (LDRD)-pristagare som tillkännagavs i november – utvecklar en ny modelleringsteknik som använder fjärranalysteknik för att förstå "effekterna av klimatförändringar på Kaliforniens vattenförsörjning, inklusive effekterna av extrema klimat – såsom kraftiga regn eller snöfall följt av långa perioder av torka – som staten har upplevt de senaste åren, " Hon sa.

Vissa ser Kaliforniens dyrbara grundvattenreserver som en potentiell buffert mot år av torka, men problemet, enligt Woodburn, är att man inte kan se hur mycket grundvatten som faktiskt lagras under oss. "Och det är en stor fråga i Central Valley, som förser mycket av statens vatten för jordbruk, industriell, och kommunal användning, " sa hon. "Och utan några historiska analogier till extrema klimat, det är särskilt osäkert när man försöker projicera hur ett nytt klimat kommer att påverka vårt grundvatten i framtiden, " tillade hon.

Woodburn och hennes forskarteam använder högpresterande datorer vid Berkeley Labs National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC), en användaranläggning för DOE Office of Science, att modellera de fysiska 3D-processerna för det som kallas jordens "kritiska zon" – området som sträcker sig från djupt grundvatten upp till den nedersta delen av atmosfären.

Deras modell kommer att kunna kvantifiera hur kritisk zondynamik som förändringar i grundvattenlagring kan påverka vattentillgången för vegetation, till exempel. De kan också använda sin modell för att simulera hur olika uppvärmningsscenarier kan påverka snöansamlingsmönster i bergskedjan Sierra Nevada, eller påverka de miljöflöden som är nödvändiga för hotade arter eller arter i riskzonen.

Teamet modellerar också en i stort sett ohanterad vattendelare i norra Kalifornien för att förstå effekterna av klimatförändringar separat från effekterna av vattenförvaltning. Dessa data kommer sedan att kopplas till NASA:s GRACE-satellitdata i ett försök att isolera dynamiken och beteendet hos grundvattenlagring.

Genom att få en bättre förståelse av den hydrologiska cykeln i denna vattendelare, forskarna hoppas kunna "använda sina resultat för att informera om vad som kommer att hända med grundvattnet om olika tekniker för vattenhantering eller klimatförändringar implementeras, " Hon sa.