Hvordan påvirker klimaændringerne bjergrige vandområder, der forsyner vand?

Billedet af enorme isstykker, der bryder væk fra gletsjere og indlandsis, flyder derefter ud på havet på Jordens fjerneste steder, kan være det mest ikoniske symbol på en opvarmende planet. Og selvom de fleste mennesker aldrig vil se disse velkendte fænomener tæt på, hvad der sker inden for nogle af de iciest indstillinger påvirker stadig mennesker og regioner tusinder af miles væk.

Økolog Heidi Steltzer, en professor i Fort Lewis College og medlem af Department of Energy's Watershed Function Scientific Focus Area (SFA) projekt ledet af Lawrence Berkeley National Laboratory, studerer, hvordan reduceret snesæk og tidligere snesmeltning forårsaget af klimaændringer påvirker vandforsyningen i områder med højt bjerg. Hun er hovedforfatter til en ny rapport fra Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), FN's organ til vurdering af videnskaben vedrørende klimaændringer. Den særlige rapport om havet og kryosfæren i et skiftende klima (SROCC) vurderer den seneste videnskabelige litteratur til at beskrive virkningerne af klimaændringer på havet og kryosfæren - vand i dets faste tilstand, som i bjergene omfatter gletsjere, permafrost, og sne.

Steltzer trak på erfaringer med at arbejde i Rocky Mountains i Colorado nær Colorado-flodens udløb ved at medforfatter rapportens kapitel om høje bjerge. Dette er første gang siden 1996, at IPCC har præsenteret et kapitel om bjerge inden for en af ​​sine rapporter.

"Bjergsystemer leverer vand til mennesker - vand, der er vigtigt for at drikke, dyrkning af mad, industri, og energisystemer. Tilgængeligt vand afhænger ikke kun af, hvor stor en gletscher er, eller hvor meget sne der falder, eller hvor hurtigt smeltningen sker, men også om hvordan isen og sneen påvirker planter, mikrober, og jord, sagde Steltzer.

Magt til at flytte bjerge

IPCC opfordrer udvalgte videnskabelige eksperter til at evaluere tusinder af videnskabelige artikler, der udgives hvert år for at give beslutningstagere regelmæssige vurderinger af det videnskabelige grundlag for klimaændringer, dens virkninger og fremtidige risici, og muligheder for tilpasning og afbødning. Forfattere af indholdet på bjergrige områder gennemsøgte den videnskabelige litteratur for artikler, der dækker alle områder med højt bjerg, hvor kryosfæren er til stede året rundt eller sæsonmæssigt.

SROCC øger kendskabet til tab af gletsjermasser, optøning af permafrost, og faldende snedække og snevarighed, som påvirker bjergøkosystemer, vandforsyning, forstyrrelser, og farer. Forfattere af kapitlet om høje bjerge hævder, at flere farer og risici skyldes ændringer i bjergmiljøet, herunder påvirkninger af variabilitet og tendenser inden for vandforsyning på vandkraftproduktion og konsekvenser for energipolitik og vandforvaltning.

Rapporten beskriver en forlængelse af vækstsæsonen og mere plantevækst i nogle regioner, såsom Qinghai-Tibet-plateauet, på grund af kortere varighed af snedække. Endnu, i andre regioner, f.eks. de amerikanske Rocky Mountains, hvor Steltzer og Berkeley Lab Watershed Function -teamet arbejder, planter vokser ikke mere, selvom vækstsæsonen er længere.

Susan Hubbard er leder af DOE Watershed Function SFA -projektet og associeret laboratoriedirektør for Earth &Environmental Sciences Area ved Berkeley Lab. Ifølge Hubbard, "Den tværfaglige tilgang til Watershed Function SFA har til formål at forstå, hvordan forstyrrelser som tidligere snesmeltning påvirker interaktioner mellem grundfjeld, jord, mikrober, og vegetation på tværs af ændringer i højde og stigninger, og hvordan dette igen påvirker nedstrøms vandforsyning og vandkvalitet. "

"Heidis ekspertise inden for bjergøkologi er uvurderlig for dette projekt, ligesom hendes forståelse af, hvordan forskellige bjergrige vandområder i verden reagerer på ændrede forhold. "

Udfyldning af hullerne

Nylige SFA -fund vil hjælpe med at udfylde huller, der er identificeret i SROCC -rapporten, og tjene som en ressource for fremtidige IPCC -rapporter. For eksempel, rapporten undersøger den enorme ændring i mængden af ​​snefald fra år til år i løbet af de sidste tre år i Colorado og mange regioner i det vestlige USA. under lav sne, tidlige smelteår, plantevækst synkroniseres i stigende grad på tværs af forskellige højder. Under klimaforandringer, tidspunktet for plantevækst ændrer sig, hvilket vil påvirke vandtilgængelighed og fastholdelse og tab af næringsstoffer gennem planteinteraktioner med mikrober.

Ifølge Eoin Brodie, Vicedirektør for klima- og økosystemvidenskab ved Berkeley Lab og SFA -projektmedlem fra Watershed Function, "Tidspunktet for snefald og hastighed af snesmeltningskontrol mikrobielle processer, der ser ud til at udøve en betydelig kontrol med kvælstofeksport fra bakker til floden."

Sammen, Steltzer, Brodie, og SFA -teammedlemmer bruger feltdata til at informere udvikling af computermodeller og modeller til at informere forståelsen af ​​fremtidig adskillelse fra vandskel. Derved, de bygger et system til at forudsige vandforsyning i det vestlige USA, der inkluderer, hvordan faldende snedække påvirker disse plante- og mikrobielle dynamikker.

Bjergene kalder

Nu er efteråret kommet til Colorado -bjergene, og SFA -forskere er lige ved at afslutte prøveudtagning efter et højt sneår, en, hvor der var rigeligt vand, indtil monsunregnen ikke viste sig.

"Den stigende inkonsekvens af bjergsne og regn er chokerende, "sagde Steltzer." Disse forhold lader os undersøge, hvordan både pludselige og gradvise ændringer i snedynamikken påvirker vandtilgængelighed og vandkvalitet, som er kritiske for nedstrømsindustrien, mennesker og samfundsøkonomier i bjergområder og derover. "

En takeaway for Steltzer fra hendes arbejde med rapporten er at stille spørgsmålstegn ved, hvorfor bjerge ikke får mere opmærksomhed. Hun tror, ​​at det for langt de fleste mennesker rundt om i verden - som ikke bor i nærheden af ​​bjerge - kan være svært at føle forbindelse til bjergene på en meningsfuld måde.

"Selvom bjergkryosfæren er kritisk for at give milliarder af mennesker vand - flere mennesker end vi sandsynligvis er klar over eller kan karakterisere med data - kan dens betydning stadig forblive stort set ubemærket, "Siger Steltzer.

"Vi er mere opmærksomme på ændringerne i nærheden af ​​os end dem, der finder sted langt væk. Denne rapport er en mulighed for at lære om disse fjerne ændringer i Jordens bjerg- og polarområder. Forskere overvåger dem, kortlægning af ændringer, der kommer, og dele det, de er vidne til på bjergtoppe og polarområder og hav. Ændringer i disse fjerntliggende regioner påvirker os alle. "