Yağış, güneş ışığı ve sıcaklıktaki mevsimsel değişiklikler, Dünya’nın ve Mississippi havzasının kara yüzeylerinin ıslaklığının yıl boyunca değişmesine neden olur. Yıldan yıla değişen hava koşulları ve iklim, karada depolanan su miktarında benzer değişikliklere neden olur. Karasal su depolaması; yeraltı suyu, toprak nemi, göller ve akarsular, kar, buz ve buzulları içerir.
Mississippi Nehri Su Depolama Anomalileri
Bu tatlı su kaynakları, ev içi kullanım, sulama, endüstri ve genel olarak yaşam için gereklidir, bu nedenle su depolama koşulları (kuraklık, sel veya bunların arasında bir yerde) hakkında bilgi değerlidir. Yakın zamana kadar, su depolaması yalnızca, düzenli ve doğru değerlendirmeler geliştirmek için gerekenden daha az olan yer tabanlı gözlemler kullanılarak ölçülebiliyordu. Hava tahmin modellerine benzeyen arazi yüzeyinin sayısal modelleri, boşluğun bir kısmını doldurun. Bu modeller, Dünya‘nın su döngüsünün fiziğine ilişkin anlayışımızı kullanarak toprak nemi, kar vb. haritalar oluşturmak için diğer verilerle birlikte uydu tabanlı yağış ve bitki örtüsü gözlemlerini alır.
2002 yılında, NASA’nın Yerçekimi Geri Kazanımı ve İklim Deneyi (GRACE) uyduları, Dünya’nın yerçekimi alanındaki değişiklikleri son derece yüksek hassasiyetle ölçmeye başladı. Yerçekimi kütleye bağlı olduğundan, bir yerdeki su kütlesindeki değişiklikler, Dünya’nın ortalama yerçekimi alanında tespit edilebilir değişiklikler üretir. GRACE ölçümlerine dayanarak, büyük bölgelerde (200.000 kilometrekareden büyük) karasal su depolamasındaki değişiklikleri türetebiliriz. Bu görüntü paneli, Amerika Birleşik Devletleri’nin Mississippi Nehri havzasının dört ana alt havzasındaki karasal su depolamasının Ocak (üst sıra) ve Temmuz (alt sıra) 2005 ortalamalarından nasıl farklı olduğunu göstermektedir.
GRACE Gözlemlerine dayalı Anomaliler
GRACE’in gözlemlediği anormallikler, milimetre cinsinden eşdeğer su yüksekliği olarak gösterilir. Başka bir deyişle, eğer kara yüzeyindeki ve içindeki tüm su aynı derinlikte bir göl olarak mevcut olsaydı, renk çubuğu göl seviyesinin yukarıda (yeşiller ve maviler) ve aşağıda (sarılar ve kırmızılar) kaç milimetre değişeceğini gösterir ortalama. GRACE gözlemleri tek başına (sol sütun) iklim değişkenliği ve küresel su döngüsü çalışmaları için değerlidir, ancak bunların kaba yüzey ayrıntıları ve aylık sıklıkları, yerel sulama talebini veya taşkın potansiyelini tahmin etmek gibi pratik uygulamalar için kullanışlılıklarını sınırlar.
Hidrologlar, veri asimilasyonu olarak bilinen gelişmiş bir matematiksel teknik kullanarak , mümkün olan en iyi karasal su depolama haritalarını üretmek için artık GRACE verilerini sayısal arazi yüzeyi modelleriyle birleştiriyorlar. Sonuçlar (sağ sütun), GRACE verilerinin doğruluğunu, modellerin daha ince ayrıntıları ve daha sık güncellenmesiyle birleştirir. Ayrıca, GRACE yalnızca tüm havzada depolanan toplam su hakkında bilgi sağlarken, asimile edilmiş model çıktısı karasal su depolamasını birincil bileşenlerine ayırır: yeraltı suyu, toprak nemi ve kar.