Modelado hidrológico de la superficie terrestre a escala global con la representación de la dinámica del nivel freático

Resumen La dinámica del nivel freático, un proceso hidrológico básico, tradicionalmente no se ha considerado en los modelos de superficie terrestre a escala global (LSMs). En este estudio, se integra una representación de la dinámica del nivel freático en un LSM global para abordar las deficiencias de los estudios de modelado a escala global existentes y la conveniencia de especificar ciertos parámetros como constantes a nivel mundial. La evaluación de la simulación del modelo utilizando parámetros que varían globalmente en comparación con las observaciones del caudal de ríos en ríos grandes seleccionados muestra mejoras cuando la dinámica del nivel freático se incluye en el modelo. Se investigan los mecanismos por los cuales la dinámica del nivel freático afecta la simulación hidrológica de la superficie terrestre analizando la simulación de sensibilidad del flujo capilar de aguas subterráneas (GW). El resultado indica que la evapotranspiración media global (ET) aumenta en ~9% cuando se considera el flujo capilar de GW. Las regiones semiáridas con una marcada estación seca tienen el mayor aumento (~25%), mientras que las regiones húmedas y de alta latitud con humedad suficiente pero energía de radiación limitada tienen el menor aumento. El aumento en ET es más pronunciado en la estación seca cuando la recarga de GW se vuelve negativa (suministro de humedad ascendente desde el acuífero), pero su magnitud depende de la profundidad del nivel freático (WTD). Por otro lado, se encuentra que una mayor WTD causada por el flujo capilar de GW disminuye el escorrentía durante todo el año en regiones con un gran aumento en ET solo en la estación seca. Basado en nuestro resultado de modelado, se simula que aproximadamente el 50% del área terrestre global (especialmente en regiones húmedas y de alta latitud) tiene un WTD medio más bajo que 5 m, lo que enfatiza la importancia de representar la dinámica del nivel freático en los LSMs a escala global.