En ny metod skulle kunna hjälpa till att spåra grundvattenförändringar bättre än tidigare. För detta ändamål, forskare från Potsdam och Oberlin, Ohio (USA), har jämfört gravitationsfältdata från GRACE- och GRACE-Follow On-satellituppdragen med andra mätmetoder. De undersökte säsongsbetonad vattenlagring i nästan 250 flodområden i Asien, vars vattenregim domineras av monsun. Resultaten gör att den storskaliga GRACE-datan kan skalas ner till mindre regioner. Forskarna rapporterar om detta i tidskriften Earth and Planetary Science Letters .

Kunskap om underjordisk vattenlagring är av existentiell betydelse för såväl jordbruket som för dricksvattenförsörjningen i många regioner. Dessa reservoarer fylls på av nederbörd och sipprande vatten, som i sin tur matar floder och sjöar och låter floder flyta under torra årstider. mått, dock, är svåra eftersom det är svårt att se in i jorden, så man måste förlita sig på antingen punktvärden enbart – via borrhål och brunnar – eller på beräkningar från nederbörds- och avrinningsdata.

Sedan 2002 har det funnits en annan metod för att mäta grundvattenförändringar:Via GRACE-satellituppdragen (från 2002 till 2017) och GRACE-Follow On (sedan 2018), förändringen i mängden vatten i och på jorden kan bestämmas utifrån dess gravitationsfältssignal. Men denna metod har också sina fallgropar. Först, massförändringarna som mäts av GRACE-FO-satelliterna säger ingenting om i vilket djup massan befinner sig:Tommar sjöar vid ytan? Sjunker nivån på floder? Eller rinner vatten från djupare lager? För det andra, GRACE-FO-satelliterna tillhandahåller data för jämförelsevis stora områden på flera tiotusentals kvadratkilometer. Det är för närvarande inte möjligt att lösa gravitationsfältsdata mer exakt.

I en ny studie, Amanda H. Schmidt från Oberlin College, Ohio, tillsammans med forskare från German Research Centre for Geosciences, visar hur olika metoder på ett smart sätt kan kombineras för att få tillförlitliga grundvattendata även för små avrinningsområden. De har undersökt monsunnederbördsdata och säsongsbetonad vattenlagring i nästan 250 flodområden i Asien. Storleken på de enskilda områdena varierar från tusen till en miljon kvadratkilometer. Studien täcker nästan hela Asien.

Vattenbalansen på vår planet kännetecknas av tre huvudvariabler:nederbörd, ytavrinning och avdunstning. Skillnaden mellan dessa går in i eller rinner ut ur olika reservoarer, t.ex. grundvattnet. Tidsserier av mätstationer på floder (hydrografer) efter ihållande nederbörd visar typiska fallkurvor (s.k. recessionskurvor), som återspeglar tömningen av vattenreservoarer. Grundvattenfluktuationer kan uppskattas från dessa kurvor. En annan metod är jämförelsen av nederbörds- och avrinningsvärden med tidsfördröjningen av avrinningen; den tillfälliga mellanlagringen resulterar i en så kallad P-Q-hysteres. P står för nederbörd och Q för avrinning. Arean eller storleken på hysteresloopen kan användas som ett mått på mellanlagringen.

Studien i Earth and Planetary Science Letters visar nu att P-Q-hysteresen och gravitationsfältsdata för GRACE-uppdrag är starkt korrelerade. Enligt studien, båda återspeglar säsongsbetonade grundvattenförändringar mycket väl. Som en konsekvens, detta innebär att en kombination av nederbörds- och avrinningsdata och GRACE gravitationsfältdata också kan användas för att registrera grundvatten i avrinningsområden som bara är cirka 1000 kvadratkilometer stora.