Uma correção para a influência do snowpack nas leituras de águas subterrâneas

Os cientistas há muito suspeitam que o peso da neve e do gelo nas montanhas próximas poderia prejudicar as avaliações das águas subterrâneas ligadas às mudanças de elevação no Vale Central da Califórnia, mas eles não tinham uma maneira de quantificar o efeito. Um novo estudo demonstra uma solução.

Bilhões de toneladas de neve empilhadas no topo das montanhas de Sierra Nevada podem fazer com que partes do Vale Central, logo a oeste da cordilheira, afundem – confundindo as avaliações das águas subterrâneas que consideram o afundamento um sinal de esgotamento dos aquíferos. Um estudo recente da Universidade de Stanford oferece agora uma maneira de contabilizar essa pesada camada de neve nas montanhas e medir com mais precisão os níveis das águas subterrâneas.

À medida que a neve se acumula na Sierra, como ocorreu de forma histórica no inverno passado, ela faz com que o solo no vale abaixo afunde. (Crédito da imagem: George Rose / Getty Images)

A análise de medidas de satélite das mudanças de superfície ao longo do tempo surgiu como um método promissor para monitorar as águas subterrâneas em lugares como o Vale Central, rico em agricultura, onde os agricultores dependem fortemente das águas subterrâneas para irrigar as plantações em anos secos. Mas o método requer uma compreensão clara dos verdadeiros mecanismos por trás de quaisquer mudanças de elevação observadas.

O novo estudo, publicado em 28 de abril na Geophysical Review Letters, mostra como a neve e o gelo acumulados na Sierra durante a estação chuvosa da Califórnia deprimem o fundo do vale, respondendo pela maior parte da mudança de elevação detectada em 60% do vale. À medida que dezenas ou mesmo centenas de pés de neve se acumulam na Sierra, como ocorreu de forma histórica no inverno passado, isso faz com que o solo no vale abaixo afunde em qualquer lugar de um décimo de polegada a uma polegada.

Embora os cientistas há muito suspeitem que a neve e o gelo nas montanhas próximas possam prejudicar as avaliações das águas subterrâneas ligadas às mudanças de elevação, eles não tinham uma maneira de quantificar o efeito. “Mostramos pela primeira vez como desembaraçar, desacoplar e, finalmente, isolar os dois efeitos das mudanças de elevação devido aos níveis das águas subterrâneas e ao carregamento de neve”, disse o principal autor do estudo, Seogi Kang, pós-doutorado em geofísica em Stanford.

“Com uma melhor compreensão da hidrogeofísica em jogo aqui, podemos ajudar a garantir que a produtividade agrícola do Vale Central permaneça sustentável”.

-Seogi Kang

Pós-doutorado em Geofísica

Deixar de contabilizar adequadamente o efeito do carregamento de neve pode levar os gestores de águas subterrâneas, cujas decisões são cada vez mais informadas por métodos de monitoramento baseados em elevação, a subestimar os níveis reais de água.

“Com os extremos climáticos de inundações e secas se tornando mais comuns devido às mudanças climáticas, juntamente com o desafio de garantir a sustentabilidade a longo prazo de nossos recursos hídricos subterrâneos, é fundamental que forneçamos aos gestores de águas subterrâneas as mais novas tecnologias e percepções”, disse A autora sênior do estudo, Rosemary Knight, professora de geofísica na Stanford Doerr School of Sustainability. “Este estudo é um passo importante para dar aos gestores de águas subterrâneas uma nova maneira de usar dados de satélite para monitorar com precisão o volume de águas subterrâneas armazenadas no Vale Central”.

Para o estudo, Kang e Knight se debruçaram sobre cinco anos de dados de elevação coletados usando uma técnica conhecida como radar de abertura sintética interferométrica, ou InSAR, que funciona medindo quanto tempo os sinais de radar levam para retornar a um satélite a partir de uma série de locais precisos. no chão em momentos diferentes.

Um estudo da Universidade de Stanford simula 65 anos de subsidência de terra, ou afundamento, causado pelo esgotamento das águas subterrâneas no vale de San Joaquin, na Califórnia. Os resultados sugerem que o afundamento significativo pode continuar por séculos depois que os níveis de água pararem de diminuir, mas pode diminuir dentro de alguns anos se os aquíferos se recuperarem.

Um estudo da Universidade de Stanford sugere que o peso da neve e do gelo no topo da Sierra Nevada afeta as emissões de dióxido de carbono de um vulcão da Califórnia, um dos principais sinais de agitação vulcânica.

Um novo algoritmo de computador que pode "preencher" os níveis de água subterrânea em áreas onde os dados de qualidade não estão disponíveis pode levar a modelos aprimorados de fluxo de água subterrânea em regiões onde o bombeamento e o esgotamento dos aquíferos são uma preocupação.