Une nouvelle méthode pourrait aider à mieux suivre les changements des eaux souterraines qu'auparavant. À cette fin, chercheurs de Potsdam et Oberlin, Ohio (États-Unis), ont comparé les données du champ de gravité des missions satellites GRACE et GRACE-Follow On avec d'autres méthodes de mesure. Ils ont étudié le stockage saisonnier de l'eau dans près de 250 bassins fluviaux en Asie, dont le régime hydrologique est dominé par la mousson. Les résultats permettent de réduire les données GRACE à grande échelle à des régions plus petites. Les chercheurs en parlent dans la revue Lettres des sciences de la Terre et des planètes .

La connaissance du stockage souterrain des eaux est d'une importance existentielle pour l'agriculture ainsi que pour l'approvisionnement en eau potable dans de nombreuses régions. Ces réservoirs sont alimentés par les précipitations et les infiltrations d'eau, qui à son tour alimente les rivières et les lacs et permet aux rivières de couler pendant les saisons sèches. Des mesures, cependant, sont difficiles parce qu'il est difficile de regarder dans la terre, il faut donc s'appuyer sur des valeurs ponctuelles uniquement - via des forages et des puits - ou sur des calculs à partir des données de précipitation et de ruissellement.

Depuis 2002, il existe une autre méthode de mesure de l'évolution des eaux souterraines :Via les missions satellitaires GRACE (de 2002 à 2017) et GRACE-Follow On (depuis 2018), le changement de la quantité d'eau dans et sur la terre peut être déterminé sur la base de son signal de champ de gravité. Mais cette méthode a aussi ses pièges. D'abord, les variations de masse mesurées par les satellites GRACE-FO ne disent rien sur la profondeur à laquelle se situe la masse :les lacs se vident-ils en surface ? Le niveau des rivières baisse-t-il ? Ou l'eau s'écoule-t-elle des couches plus profondes ? Deuxièmement, les satellites GRACE-FO fournissent des données pour des zones relativement vastes de plusieurs dizaines de milliers de kilomètres carrés. Il n'est actuellement pas possible de résoudre plus précisément les données du champ de gravité.

Dans une nouvelle étude, Amanda H. Schmidt du Collège Oberlin, Ohio, avec des chercheurs du Centre de recherche allemand pour les géosciences, montre comment différentes méthodes peuvent être astucieusement combinées pour obtenir des données fiables sur les eaux souterraines, même pour les petits bassins fluviaux. Ils ont examiné les données sur les précipitations de la mousson et le stockage saisonnier de l'eau dans près de 250 bassins fluviaux en Asie. La taille des zones individuelles varie de mille à un million de kilomètres carrés. L'étude couvre la quasi-totalité de l'Asie.

Le bilan hydrique de notre planète est caractérisé par trois variables principales :les précipitations, ruissellement superficiel et évaporation. La différence de ceux-ci entre ou sort de divers réservoirs, par exemple. les eaux souterraines. Les séries chronologiques des stations de mesure sur les rivières (hydrogrammes) après des précipitations persistantes montrent des courbes de chute typiques (courbes de récession), qui reflètent la vidange des réservoirs d'eau. Les fluctuations des eaux souterraines peuvent être estimées à partir de ces courbes. Une autre méthode est la comparaison des valeurs de précipitation et de ruissellement par le retard du ruissellement; le stockage intermédiaire temporaire entraîne une hystérésis dite P-Q. P représente les précipitations et Q le ruissellement. La surface ou la taille de la boucle d'hystérésis peut être utilisée comme mesure pour le stockage intermédiaire.

L'étude en Lettres des sciences de la Terre et des planètes montre maintenant que l'hystérésis P-Q et les données du champ de gravité des missions GRACE sont fortement corrélées. Selon l'étude, les deux reflètent très bien les changements saisonniers des eaux souterraines. En conséquence, cela signifie qu'une combinaison de données de précipitations et de ruissellement et de données de champ de gravité GRACE peut également être utilisée pour enregistrer les eaux souterraines dans des bassins versants qui ne font qu'environ 1 000 kilomètres carrés.