Sne kan forsvinde direkte ind i atmosfæren i varmt, tørvejr

åer, floder og søer, der fødes af smeltende sne i det vestlige USA, er allerede ved at løbe tør fra midten af ​​juli 2021, til stor bekymring for landmændene, biologer og snehydrologer som mig. Dette er ikke overraskende i Californien, hvor sneniveauet den foregående vinter var et godt stykke under normalen. Men det gælder også på tværs af Colorado og Rocky Mountains, som generelt fik en normal mængde sne. Man skulle tro, at hvis der var en normal mængde sne, ville man have masser af vand nedstrøms, ret?

For over et århundrede siden, sneforsker James Church ved University of Nevada, Reno, begyndte at undersøge, hvordan mængden af ​​sne på bjerge hang sammen med mængden af ​​vand i floder fodret af den smeltende sne. Men som hydrologer har lært gennem de mange årtier siden, korrelationerne mellem sne og flodstrømme er ikke perfekte. Overraskende nok, der er meget, forskerne ikke ved om, hvordan snepakken er forbundet med floder.

Selvfølgelig, en tør vinter vil resultere i magre strømme i forår og sommer. Men der er andre grunde til, at sne fra bjergene ikke når en flod nedenfor. Et voksende forskningsområde er at undersøge, hvordan tørke kan føre til kronisk tør jord, der suger mere vand op end normalt. Dette vand genfylder også grundvandet nedenfor.

Men en anden mindre undersøgt måde, hvorpå fugt kan tabes, er ved at fordampe direkte ind i atmosfæren. Ligesom mængden af ​​sne varierer hvert år, det samme gør tabet af vand til luften. Under de rette forhold, mere sne kan forsvinde i luften, end der smelter til floder. Men hvordan snefald og tab af fugt til selve luften relaterer sig til vandstanden i floder og søer er en vigtig og ikke velforstået del af vandets kredsløb, især i tørkeår.

Mister fugt til luften

Der er to måder, hvorpå fugt kan tabes til atmosfæren, før den når en å eller en flod.

Den første er gennem fordampning. Når vand absorberer nok energi fra Solen, vandmolekylerne vil ændre sig til en gas kaldet vanddamp. Denne flydende vanddamp lagres derefter i luften. Det meste af denne fordampning sker fra overfladen af ​​søer, fra vand i jorden eller når sne smelter og vandet flyder over sten eller andre overflader.

En anden måde, hvorpå fugt kan tabes til atmosfæren, er en, du måske er mindre bekendt med:sublimering. Sublimering er, når et fast stof bliver direkte til en gas - tænk på tøris. Det samme kan ske med vand, når sne eller is bliver direkte til vanddamp. Når luften er koldere end frysepunktet, sublimering sker, når molekyler af is og sne absorberer så meget energi, at de springer over den flydende form og springer direkte til en gas.

En række atmosfæriske forhold kan føre til øget fordampning og sublimering og i sidste ende, mindre vand gør det til åer og vandløb. Tør luft kan absorbere mere fugt end fugtig luft og trække mere fugt fra jorden ud i atmosfæren. Kraftig vind kan også blæse fugt ud i luften og væk fra det område, hvor den oprindeligt faldt. Og endelig, den varmere luft er og mere sol, der skinner, jo mere energi er til rådighed for sne eller vand til at ændre sig til damp. Når du får kombinationer af disse faktorer - som varme, tørre vinde i Rockies kaldet Chinook-vinde - fordampning og sublimering kan ske ret hurtigt. På et tørt, blæsende dag, op til omkring to tommer sne kan sublimere til atmosfæren. Det svarer til omkring en swimmingpool med vand for hvert sneområde på størrelse med fodboldbanen.

Sublimering er mystisk

Det er relativt nemt at måle, hvor meget vand der løber gennem en flod eller i en sø. Og ved hjælp af satellitter og sneundersøgelser, hydrologer kan få anstændige skøn over, hvor meget sne der er på en bjergkæde. Måling af fordampning, og især sublimering, er meget sværere at gøre.

I dag estimerer forskere normalt sublimation indirekte ved hjælp af fysikligninger og vind- og vejrmodeller. Men der er masser af usikkerheder og ubekendte i disse beregninger. Derudover forskere ved, at det største fugttab fra sublimering sker i alpint terræn over trægrænsen - men sneforskere måler sjældent snedybder der. Dette tilføjer yderligere usikkerheden omkring sublimering, fordi hvis du ikke ved, hvor meget fugt et system startede med, det er svært at vide, hvor meget der gik tabt.

Endelig, vejr og snepakningsdybder varierer meget fra år til år. Alt dette gør det utrolig vanskeligt at måle mængden af ​​sne, der falder og derefter tabes til atmosfæren.

Når videnskabsmænd har været i stand til at måle og estimere sublimering, de har målt fugttab, der spænder fra et par procent til mere end halvdelen af ​​det samlede snefald, afhængigt af klimaet og hvor du er. Og endda på ét sted, sublimering kan variere meget år til år afhængigt af sne og vejr.

Når fugt går tabt i atmosfæren, det vil falde til overfladen som regn eller sne til sidst. Men det kan være på den anden side af jorden og er ikke nyttigt for tørkeramte områder.

Vigtig viden

Det er svært at sige, hvor vigtigt tab af fugt til atmosfæren er for den samlede vandcyklus i en given bjergkæde. Automatiserede sneovervågningssystemer - især i høje højder over trægrænsen - kan hjælpe forskere med bedre at forstå, hvad der sker med sneen og de forhold, der forårsager tab til atmosfæren.

Mængden af ​​vand i floder - og når det vand dukker op - påvirker landbruget, økosystemer og hvordan mennesker lever. Når der er vandmangel, der opstår problemer. Med klimaændringer, der fører til mere tørke og varierende vejr, Det er vigtigt at udfylde et videnshul om vandkredsløbet som det omkring sublimering.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.