Az éghajlatváltozás és a növekvő vízigény fényében nagy szükség van a vízkészlet megfelelő modellezésére alkalmas eszközökre. Egy új tanulmányban a kutatók a felszíni vizeket a felszín alatti vizekkel összekötő hálózatra egy nagyméretű modellt alkalmaztak, amely nagy térbeli felbontásban használható a vízkészletek becslésére.
A felszín alatti víz – a porózus és töredezett kőzetekben található víz a föld alatt – a jégsapkák és gleccserek mellett a Föld legnagyobb édesvízforrása. Ez táplálja a folyókat, tavakat és más felszíni víztesteket, és létfontosságú az ökoszisztémák számára. Emellett a felszín alatti vízrendszerek a mezőgazdasági öntözés szerves részét képezik, különösen a szűkös felszíni vízkészletekkel rendelkező régiókban.
A korábbi nagyléptékű modellek általában túlságosan leegyszerűsítik a felszín alatti vizek áramlását, gyakran nem integrálják megfelelően az emberi vízgazdálkodást, és durvább felbontással működnek, mint ami a kisléptékű hidrológiai folyamatok modellezéséhez szükséges. A Geoscientific Model Development című folyóiratban megjelent új tanulmányban az IIASA kutatócsoportja összekapcsolta a Community Water Model (CWatM) (Burek et al., 2020) és a MODFLOW felszín alatti vízáramlási modellt, lehetővé téve a talajvízszintek nagyon finom térbeli felbontású reprodukálását. Az integrált modell a talajban és a felszíni víztestekben lejátszódó hidrológiai folyamatokat szimulálja a domboldali léptékben, 1 km-nél kisebb rácscellákkal. A vízkörforgások modellezésére különböző földrajzi szinteken használható, a kis vízgyűjtőktől az egész országokig.
Kapcsolódó bejegyzések
Vajon tényleg víznagyhatalom vagyunk?
Sokszor hallani, hogy hazánk víznagyhatalom, de ez vajon tényleg így van? És a klímaválság várható fokozódásával is így marad?
A kutatók az osztrák Seewinkel régió és az indiai Bhima-medence 573, illetve 46 000 km²-es területének összehasonlításával tesztelték a modell azon képességét, hogy különböző éghajlati, geológiai és társadalmi-gazdasági feltételek mellett is megfelelően reprodukálja a talajvízszinteket. A szimulált eredményeket a Seewinkelben 35, a Bhima-medencében pedig 16 éven keresztül megfigyelt vízszintmélységekkel és ingadozásokkal igazolták.
Ezek a biofizikai modellek azért fontosak, mert a vízciklusokat számszerűsíteni kell a megfelelő vízgazdálkodáshoz. A különböző léptékű modellek összekapcsolásával tanulmányozhatjuk, hogy a helyi és regionális vízfolyamatok hogyan hatnak egymásra.
Különösen egy olyan modell, mint a CWatM-MODFLOW hasznos eszköz a jövőbeli vízgazdálkodási tervek, a földtakaró változásai vagy az éghajlatváltozás hatásainak előrejelzéséhez – mondja Luca Guillaumot, a tanulmány vezető szerzője, az IIASA Vízbiztonsági Kutatócsoportjának kutatója (jelenleg a francia időjáráskutató központban – CNRM).
A szerzők a modell segítségével felmérték a két vizsgált régióban a felszín alatti vizeken alapuló öntözés hatását a vízkörforgásra. Megállapították, hogy az öntözés növeli a talajból történő párolgás és a növényi szöveteken keresztül történő transzspiráció révén a légkörbe kerülő vízmennyiséget, de csökkenti a folyók és a nedves területek talajvíz-támogatását, különösen a száraz évszakokban. Az eredmények azt is jelzik, hogy a talajvízszint mélyebben van azokon a területeken, ahol intenzív öntözés folyik.
A vízszintmélység-mintázatok reprodukálásával és a modell minél finomabb (~100 m) felbontású kalibrálásával kapcsolatos tartós kihívások ellenére a tanulmány jelentős előrelépést jelent a nagyléptékű hidrológiai modellezésben.
Az ember átalakítja a Föld vízrendszereit. Az IIASA vízmodellek fontos kérdésekre adhatnak választ azzal kapcsolatban,
hogyan befolyásoljuk a regionális és globális vízrendszereket különböző térbeli és időbeli léptékekben. A regionális érdekeltek, köztük a politikai döntéshozók is felhasználhatják ezeket az információkat a reális vízgazdálkodási forgatókönyvek kidolgozásához
– zárja sorait Yoshihide Wada, a tanulmány társszerzője és az IIASA Biodiverzitás és természeti erőforrások programjának igazgatója.
(forrás: iiasa.ac.at, idézi az enn.com)