Si bien los recursos de agua dulce de la Tierra son finitos, el desafío de gestionarlos de forma eficaz y sostenible a medida que nos adentramos en un futuro más cálido con una población humana en crecimiento significa vigilar una red aparentemente interminable de vías fluviales por encima y por debajo del suelo.

Para los Estados Unidos, Se han desarrollado dos enormes modelos que capturan los procesos hidrológicos, desde pronosticar inundaciones hasta predecir los niveles de agua subterránea, para todo el continente. Ahora, un proyecto dirigido por investigadores de la Universidad de Princeton ha emprendido la hercúlea tarea de comparar esos dos modelos entre sí para garantizar que los científicos y los responsables de la formulación de políticas estén trabajando de manera consistente, datos precisos cuando se trata de administrar el presupuesto de agua de la nación.

Investigadores de Princeton, el Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas (NCAR), la Universidad de Arizona (UA), y la NASA publicaron los resultados de la primera fase del Proyecto de Intercomparación Hidrológica Continental (CHIP). El equipo pasó un año ejecutando simulaciones de supercomputadoras y analizando grandes conjuntos de datos mientras comparaban los dos modelos continentales, conocidos como WRF-Hydro y ParFlow-CLM, entre sí y con casi 3, 000 observaciones de caudal, según un informe en la revista Investigación de recursos hídricos .

Los investigadores buscaron examinar los componentes y procesos dentro de cada modelo, así como resolver cualquier sesgo y discrepancia entre ellos. El proyecto se erige como la primera comparación de modelo a modelo de esta escala y proporciona una importante prueba de concepto para comparar rigurosamente modelos hidrológicos a muy gran escala. informaron los investigadores.

Los resultados del estudio no solo aumentan el conocimiento de los científicos sobre cómo modelar procesos hidrológicos, sino también de cómo mejorar las previsiones futuras, dijo la primera autora correspondiente Danielle Tijerina, estudiante de doctorado en ingeniería civil y ambiental en Princeton.

"Debido a que todos los modelos tienen sesgos inherentes, Uno de nuestros principales objetivos era utilizar el rendimiento del flujo de flujo del modelo para aislar sesgos específicos, que luego brinda a los desarrolladores de modelos una plataforma para comenzar a mejorar ciertos aspectos de estos modelos, ", Dijo Tijerina." Queremos enfatizar que este fue un gran esfuerzo de colaboración entre diferentes grupos de modelos, lo cual es fundamental para el desarrollo y mejora de estos modelos comunitarios ".

Examinando y resolviendo las discrepancias entre cada modelo, Los investigadores también han ayudado a generar confianza científica y pública en la transparencia y precisión de los modelos hidrológicos. dijo el coautor correspondiente Reed Maxwell, Profesor de ingeniería civil y ambiental de Princeton y del Instituto Ambiental de High Meadows (HMEI).

Esta confianza es fundamental como científicos, los formuladores de políticas y la comunidad trabajan juntos para conservar y proteger los recursos hídricos de la nación, él dijo. Maxwell es co-investigador principal de HydroGEN, un proyecto financiado con una subvención del Acelerador de Convergencia de $ 1 millón de la National Science Foundation (NSF) que utilizará inteligencia artificial para simular el sistema de agua subterránea natural de la nación en un esfuerzo por mejorar la gestión del agua y ayudar a las personas a prepararse mejor para las inundaciones y la sequía.

"La escala y profundidad de este proyecto ayuda a construir la confianza de la comunidad y proporciona la información sobre el modelado de cuencas hidrográficas, necesaria para forjar amplias colaboraciones que mejorarán el modelado hidrológico de cuencas hidrográficas en los Estados Unidos. "dijo Maxwell, quien es director del Centro Integrado de Modelado de Aguas Subterráneas con sede en HMEI.

El papel, "Proyecto de intercomparación hidrológica continental, Fase 1:Comparación de modelos hidrológicos a gran escala en los Estados Unidos continentales, "se publicó en la edición de julio de 2021 de Investigación de recursos hídricos .