Una correzione per l'influenza del manto nevoso sulle letture delle acque sotterranee

Gli scienziati sospettavano da tempo che il peso della neve e del ghiaccio nelle montagne vicine potesse alterare le valutazioni delle acque sotterranee legate ai cambiamenti di altitudine nella Central Valley della California, ma non avevano un modo per quantificare l’effetto. Un nuovo studio dimostra una soluzione.

Miliardi di tonnellate di neve ammucchiate in cima alle montagne della Sierra Nevada possono causare l’affondamento di parti della Central Valley, appena a ovest della catena, confondendo le valutazioni delle acque sotterranee che considerano l’affondamento come un segno di falde acquifere esaurite. Un recente studio dell’Università di Stanford offre ora un modo per tenere conto di questo pesante manto nevoso in montagna e misurare in modo più accurato i livelli delle acque sotterranee.

Quando le nevicate si accumulano nella Sierra, come è accaduto storicamente lo scorso inverno, fanno sprofondare il terreno nella valle sottostante. (Credito immagine: George Rose / Getty Images)

L’analisi delle misure satellitari dei cambiamenti superficiali nel tempo è emerso come un metodo promettente per monitorare le acque sotterranee in luoghi come la Central Valley, ricca dal punto di vista agricolo, dove gli agricoltori fanno molto affidamento sulle acque sotterranee per irrigare i raccolti negli anni siccitosi. Ma il metodo richiede una chiara comprensione dei veri meccanismi dietro qualsiasi cambiamento di elevazione osservato.

Il nuovo studio, pubblicato il 28 aprile su Geophysical Review Letters, mostra come gli accumuli di neve e ghiaccio nella Sierra durante la stagione delle piogge della California deprimono il fondovalle, rappresentando la maggior parte del cambiamento di elevazione rilevato nel 60% della valle. Quando decine o addirittura centinaia di metri di nevicate si accumulano nella Sierra, come è accaduto storicamente lo scorso inverno, il terreno nella valle sottostante affonda di un decimo di pollice o di un pollice.

Sebbene gli scienziati sospettassero da tempo che la neve e il ghiaccio nelle montagne vicine potessero alterare le valutazioni delle acque sotterranee legate ai cambiamenti di altitudine, non avevano un modo per quantificare l’effetto. "Abbiamo dimostrato per la prima volta come districare, disaccoppiare e infine isolare i due effetti dei cambiamenti di elevazione dovuti ai livelli delle acque sotterranee e al carico del manto nevoso", ha affermato l'autore principale dello studio Seogi Kang, ricercatore post-dottorato in geofisica a Stanford.

“Con una migliore comprensione dell’idrogeofisica in gioco qui, possiamo contribuire a garantire che la produttività agricola della Central Valley rimanga sostenibile”.

-Seogi Kang

Ricercatore post-dottorato in Geofisica

Non tenere adeguatamente conto dell’effetto del carico del manto nevoso potrebbe portare i gestori delle acque sotterranee, le cui decisioni sono sempre più informate da metodi di monitoraggio basati sull’altitudine, a sottostimare i livelli effettivi dell’acqua.

"Con le condizioni meteorologiche estreme quali inondazioni e siccità che diventano più comuni a causa dei cambiamenti climatici, insieme alla sfida di garantire la sostenibilità a lungo termine delle nostre risorse idriche sotterranee, è fondamentale fornire ai gestori delle acque sotterranee le tecnologie e le conoscenze più recenti", ha affermato studia l’autrice senior Rosemary Knight, professoressa di geofisica alla Stanford Doerr School of Sustainability. "Questo studio rappresenta un importante passo avanti nel fornire ai gestori delle acque sotterranee un nuovo modo di utilizzare i dati satellitari per monitorare accuratamente il volume delle acque sotterranee immagazzinate nella Central Valley."

Per lo studio, Kang e Knight hanno analizzato oltre cinque anni di dati di elevazione raccolti utilizzando una tecnica nota come radar interferometrico ad apertura sintetica, o InSAR, che funziona misurando il tempo impiegato dai segnali radar per rimbalzare su un satellite da una serie di posizioni precise. a terra in momenti diversi.

Uno studio dell'Università di Stanford simula 65 anni di cedimento del terreno, o sprofondamento, causato dall'esaurimento delle falde acquifere nella San Joaquin Valley in California. I risultati suggeriscono che un significativo affondamento potrebbe continuare per secoli dopo che i livelli dell’acqua smetteranno di diminuire, ma potrebbe rallentare entro pochi anni se le falde acquifere si riprenderanno.

Uno studio dell’Università di Stanford suggerisce che il peso della neve e del ghiaccio in cima alla Sierra Nevada influisce sulle emissioni di anidride carbonica di un vulcano della California, uno dei principali segni di disordini vulcanici.

Un nuovo algoritmo informatico in grado di “riempire” i livelli delle acque sotterranee in aree in cui non sono disponibili dati sulla qualità potrebbe portare a modelli migliori del flusso delle acque sotterranee nelle regioni in cui il pompaggio e l’esaurimento delle falde acquifere rappresentano un problema.