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Neue Methode soll die Nachverfolgung von Veränderungen des Grundwassers verbessern

Neue Methode soll die Nachverfolgung von Veränderungen des Grundwassers verbessern
Symbolbild Grundwasser
16.07.2020 − 

Mit einer neuen Methode könnten Grundwasserveränderungen besser als bisher nachverfolgt werden. Forschende aus dem Deutschen GeoForschungsZentrum in Potsdam (GFZ) und den USA haben dafür Schwerefelddaten der Satellitenmission GRACE und GRACE-Follow On mit anderen Messverfahren verglichen.

Sie untersuchten damit die saisonale Wasserspeicherung in nahezu 250 Flusseinzugsgebieten in Asien, deren Wasserregime vom Monsungeschehen dominiert wird. Mit den Ergebnissen lassen sich die großräumigen GRACE-Daten auch auf kleinere Regionen herunterskalieren, heißt es in einer Mitteilung des GFZ.

Für die Landwirtschaft ebenso wie für die Trinkwasserversorgung in vielen Regionen sei das Wissen um die unterirdische Wasserspeicherung von existenzieller Bedeutung. Diese Speicher werden von Niederschlägen und versickernden Gewässern aufgefüllt, speisen ihrerseits Flüsse und Seen und lassen in trockenen Jahreszeiten Flüsse fließen.

Die Messungen gestalteten sich allerdings als schwierig, weil man nur schwer in die Erde schauen und entweder nur Punktwerte – über Bohrlöcher und Brunnen – ermitteln könne oder auf Berechnungen aus Niederschlags- und Abflussdaten angewiesen sei.

Schwerfeldsignal dient zur Ermittlung der Änderung der Wassermenge

Seit 2002 gebe es eine weitere Methode, Grundwasserveränderungen zu messen: Über die Satellitenmissionen GRACE (von 2002 bis 2017) und GRACE-Follow On (seit 2018) könne die Änderung der Wassermenge in und auf der Erde anhand seines Schwerefeldsignals ermittelt werden.

Doch auch dieses Verfahren hat nach Angaben des GeoForschungsZentrums seine Tücken. Erstens sage die Massenveränderung, die die GRACE-FO-Satelliten messen, nichts über das „Stockwerk“ aus, in dem sich die Masse befindet: Entleeren sich Seen an der Oberfläche? Sinkt der Pegel von Flüssen? Oder fließt aus tieferen Schichten Wasser ab? Zweitens lieferten die GRACE-FO-Satelliten Daten für vergleichsweise große Flächen von mehreren zehntausend Quadratkilometern. Genauer ließen sich die Schwerefelddaten derzeit nicht auflösen.

Zuverlässige Grundwasserdaten auch für kleine Flusseinzugsgebiete

In einer neuen Studie zeigen Forschende des Deutschen GeoForschungsZentrums und eine Kollegin aus den USA nun, wie sich unterschiedliche Verfahren geschickt kombinieren lassen, um auch für kleine Flusseinzugsgebiete zuverlässige Grundwasserdaten zu erhalten. Sie haben dazu Monsun-Niederschlags-Daten und den saisonalen Wasserspeicher in nahezu 250 Flusseinzugsgebieten in Asien untersucht. Die Größe der einzelnen Gebiete variiere von eintausend bis zu einer Million Quadratkilometern. Die Studie decke nahezu ganz Asien ab.

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