Langsommere snesmeltning i en opvarmende verden

Mens verden varmer, bjerg snepack vil ikke kun smelte tidligere, det vil også smelte langsommere, ifølge en ny undersøgelse foretaget af forskere ved National Center for Atmospheric Research (NCAR).

Det kontraintuitive fund, offentliggjort i dag i tidsskriftet Natur klimaændringer , kan have omfattende konsekvenser for vandforsyningen, økosystem sundhed, og risiko for oversvømmelse.

"Når snesmeltningen skifter tidligere på året, sneen smelter ikke længere under de høje solvinkler i det sene forår og forsommeren, " sagde NCAR postdoc-forsker Keith Musselman, hovedforfatter til papiret. "Solen giver bare ikke nok energi på den tid af året til at drive høje snesmeltningsrater."

Undersøgelsen blev finansieret af National Science Foundation, NCAR's sponsor.

Resultaterne kunne forklare nyere forskning, der tyder på, at den gennemsnitlige strømning i vandskel, der omfatter sneklædte bjerge, kan falde, efterhånden som klimaet opvarmes - selv om den samlede mængde nedbør i vandskellet forbliver uændret. Det skyldes, at snesmeltningshastigheden direkte kan påvirke strømningen. Når snepakningen smelter langsommere, det resulterende vand dvæler i jorden, giver planterne større mulighed for at optage fugten. Vand absorberet af planter er vand, der ikke kommer ind i åen, potentielt reducere strømme.

Musling blev først interesseret i, hvordan snesmeltningshastigheder kan ændre sig i fremtiden, da han forskede i Sierra Nevada. Han bemærkede, at mere lavvandede, lavereliggende snepakning smeltede tidligere og langsommere end tykkere, snepose i højere højde. Sneen er køligere, højere højder havde en tendens til at hænge ved indtil forsommeren – hvor solen stod relativt højt på himlen og dagene var blevet længere – så da den endelig begyndte at smelte, smeltningen var hurtig.

Musselman spekulerede på, om det samme fænomen ville udfolde sig i et fremtidigt klima, når varmere temperaturer forventes at forvandle højere højder snepack til noget, der ligner meget mere nutidens lavere højde snepack. Hvis så, resultatet ville være mere sne, der smelter langsomt og mindre sne, der smelter hurtigt.

For at undersøge spørgsmålet, Musselman bekræftede først, hvad han havde bemærket i Sierra ved at analysere ti års værdi af snepakningsobservationer fra 979 stationer i USA og Canada. Han og hans medforfattere - NCAR-forskerne Martyn Clark, Changhai Liu, Kyoko Ikeda, og Roy Rasmussen - derefter simulerede snepakning over det samme årti ved hjælp af den NCAR-baserede Weather Research and Forecasting (WRF) model.

Da de havde fastslået, at outputtet fra WRF fulgte med observationerne, de brugte simuleringer fra modellen til at undersøge, hvordan snesmeltningsraterne kan ændre sig i Nordamerika omkring slutningen af ​​århundredet, hvis klimaændringerne fortsætter uformindsket.

"Vi fandt et fald i den samlede mængde smeltevand - hvilket giver mening, da vi forventer, at der generelt vil være mindre sne i fremtiden, " sagde Musselman. "Men selv med dette fald, vi fandt en stigning i mængden af ​​vand produceret ved lave smeltehastigheder og, på bagsiden, et fald i mængden af ​​vand produceret ved høje smeltehastigheder."

Mens undersøgelsen ikke undersøgte rækken af ​​implikationer, der kunne komme fra resultaterne, Musselman sagde, at virkningerne kunne være vidtrækkende. For eksempel, en reduktion i høje smeltehastigheder kan betyde færre forårsflod, hvilket kan mindske risikoen for skader på infrastrukturen, men også påvirke økosystemerne negativt. Ændringer i timingen og mængden af ​​afstrømning af snesmeltning kan også forårsage varmere vandløbstemperaturer, som ville påvirke ørred og andre fiskearter, og det forventede fald i strømningen kan forårsage mangel på byernes vandforsyning.

"Vi håber, at denne undersøgelse motiverer forskere fra mange andre discipliner til at grave i vores forskning, så vi bedre kan forstå de enorme implikationer af dette forventede skift i hydrologiske mønstre, " sagde Musselman.