Nach Jahren intensiver Dürre und sinkendem Grundwasser verzeichnete Kalifornien laut Daten der Satellitenmission Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On (GRACE-FO), einer Partnerschaft zwischen der NASA, gerade den größten jährlichen Wasserzuwachs seit zwei Jahrzehnten und das Deutsche GeoForschungsZentrum (GFZ). Die Fülle an atmosphärischen Flüssen im vergangenen Winter milderte einen Teil des Wasserdefizits, das der Staat während der Dürreperioden der letzten zehn Jahre erlitten hatte, darunter die drei trockensten Jahre seit Beginn der Aufzeichnungen in Kalifornien.
Stellen Sie sich die Central Valley-Region des Staates (gelb umrandet) als ein riesiges Schwimmbad vor: GRACE-FO-Messungen umfassen das gesamte Wasser, das in den Seen, Flüssen, Böden, der Schneedecke und den unterirdischen Grundwasserleitern dieser Region enthalten ist. Zwischen Oktober 2022 und März 2023 sorgten Stürme für ausreichend Wasser, um die Wassermenge im „Schwimmbecken“ um etwa 20 Zoll (etwa 500 Millimeter) zu erhöhen. Das ist etwa doppelt so viel wie der durchschnittliche Wassergewinn im Winter seit Beginn der satellitengestützten Wasserspeichermessungen im Jahr 2002 mit der ersten GRACE-Mission.
Der Wasserzuwachs zwischen Oktober 2022 und März 2023 ist in den obigen Karten ersichtlich. Blaue Farben stellen Gebiete dar, in denen die Bedingungen feuchter als der Durchschnitt waren (im Vergleich zu 2004–2010), während rote Farben trockener als der Durchschnitt waren. Die gelbe Linie im Diagramm unten zeigt die monatlichen Schwankungen der Wasserspeicherung für das auf den Karten gelb markierte Gebiet.
Während sich Oberflächenwasserbecken füllen, kann es Jahre dauern, bis sich die unterirdischen Süßwasservorräte (Aquifere), die zur Bewässerung und für andere Zwecke genutzt werden, wieder vollständig auffüllen. „Ein guter Winter mit Regen und Schnee kann Jahre extremer Dürre und umfangreicher Grundwassernutzung nicht ausgleichen“, sagte Felix Landerer, GRACE-FO-Projektwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA. Das GRACE-FO-Team wird weiterhin verfolgen, wie sich die Wasserspeicherung Kaliforniens im Laufe des Sommers entwickelt, nachdem die Schneedecke schmilzt und der Wasserstand in den Seen, Flüssen und Stauseen des Bundesstaates bei trockenerem Wetter zu sinken beginnt.
Oktober 2002 – März 2023MPEG. Bildnachweis: NASA
Die Beobachtungen wurden durch den einzigartigen Sensoransatz beider GRACE-Missionen ermöglicht. Wenn sich Wasser bewegt – in Form von Meeresströmungen, fallendem Regen, sich bewegendem Grundwasser, Eis usw. –, verändert es die Masse des Planeten in der Nähe der Oberfläche, was die Anziehungskraft der Erde geringfügig verändert. GRACE-FO misst diese subtilen Veränderungen und ermöglicht es Forschern, Veränderungen im Gesamtwasservolumen in einem Gebiet abzuschätzen.
Die GRACE-FO-Mission besteht wie ihre Vorgängerin aus zwei identischen Satelliten, die hintereinander fliegen. Wenn der Leitsatellit über ein Gebiet mit größerer Masse fliegt – etwa ein Gebiet mit mehr Wasser als eine andere Region – wird er durch die leichte Änderung der Schwerkraft nach vorne gezogen, wodurch sich der Abstand zwischen den beiden Satelliten vergrößert. Mikrowellen- und Laserinstrumente an Bord der Raumsonde messen präzise die winzigen Abstandsänderungen zwischen den beiden und geben Aufschluss über die Gesamtwassermasse, die diese Änderungen verursacht hat.