Forskere dykker ned i, hvor meget vand der er lagret i sne

En tung snepakke er sjov for skiløbere og slædere, og den fungerer også som en friluftstank, der smelter væk for at give vand til drikkevand, kunstvanding og andre formål i tørre måneder.

Men præcis hvor meget vand opbevares i snepakker, og hvor længe?

Denne information, der er kritisk for vandforvaltere over hele kloden, har fået ny klarhed takket være en ny, mere holistisk beregningsteknik udviklet af forskere ved Oregon State University College of Engineering.

"Vandforvaltere har en tendens til at overveje en portefølje af infrastrukturmuligheder - overfladevandsreservoirer, grundvandsgenopladningsprogrammer osv. - for at matche udbud og efterspørgsel," sagde OSU's David Hill. "Øget forståelse af, hvor meget vand der er i sne, bør give dem mulighed for at træffe langsigtede planlægningsbeslutninger for, hvordan de skal justere denne portefølje."

Undersøgelsen af ​​Hill, en professor i civilingeniør, og doktorgradsstuderende Christina Aragon så på næsten fire årtiers snepakningsdata. Gennem deres nye metrik, som de kalder snevandsopbevaring, identificerede de et fald på 22 % i, hvor meget vand der holdes årligt i bjergsnepakkerne i de nedre 48 stater.

"I modsætning til andre udbredte målinger, der fanger snevariabler på et enkelt tidspunkt, såsom maksimal snevandækvivalent, eller beskriver snekarakteristika i form af tid, såsom længden af ​​snesæsonen, er lagring af snevand anvendelig på adskillige tids- og rumskalaer " sagde Hill. "Det er i virkeligheden kun en kumulativ sum, ikke en maksimumværdi; det er som at lægge det antal miles, du kører i et givet år sammen, i stedet for blot at tænke på de 500, du gjorde på en dag på din roadtrip."

Ud over at introducere et bedre værktøj til at måle, hvor meget vand der er i snepakker over perioder, er resultaterne vigtige på grund af, hvad den nye metrik afslørede om bjergsnepakker, som spiller en overordnet rolle i nationens vandopbevaring.

Hill og Aragon bemærker, at af alt det vand, der er lagret i form af sne i de nederste 48, er 72 % af det i bjergene, selvom bjerge kun dækker 16 % af det samlede areal.

"Der er mange måder at beskrive eller kvantificere vores sneressourcer på, men nogle af de traditionelle foranstaltninger, såsom snepakken den 1. april, fortæller i stigende grad ikke hele historien," sagde Hill. "Vi præsenterer en ny måde at beskrive snes vandopbevaringsevne, der tilføjer en dybere forståelse og har mere anvendelighed i tilfælde, hvor vores snefald i stigende grad er intermitterende eller desværre bliver til regn."

Forskernes arbejde, præsenteret i et papir offentliggjort i Hydrology and Earth System Sciences , bygger på en almindeligt anvendt måling kendt som snevandækvivalent; som navnet antyder, er det, hvor meget vand der er tilbage i en beholder, efter at sneen, der blev lagt i den, smelter.

"Ved at overveje mængden af ​​vand i snepakken og mængden af ​​tid, vandet opbevares som sne, er vi i stand til at kvantificere vandopbevaring i forskellige typer snepakker," sagde Aragon. "Dette inkluderer vedvarende snepakker, som vi typisk har i høje højder i bjergene; forbigående snepakker, som typisk findes i lavere højder; og snepakker, der skifter fra vedvarende til forbigående på grund af klimaopvarmning."

Aragon tilføjer, at fordi metrikken for lagring af snevand kan anvendes på flere typer snepakker, kan den blive stadig mere værdifuld til overvågning og forudsigelse af vandressourcer "midt i en fremtid med øget klimavariabilitet."

Hill påpeger, at de sidste mange år i de lavere 48 år har set en "fest eller hungersnød cyklus af ekstremer, når det er kommet til hvor og hvornår vores sne og regn." Og generelt er snepakkerne faldet betydeligt i løbet af de sidste 10 til 20 år.

"Det betyder især på steder som Oregon, hvor 15% af statens samlede årlige nedbør falder som sne, og vores snepakke fungerer som et reservoir," sagde han. "Den holder vinternedbør tilbage og frigiver den langsomt om foråret og den tidlige sommer. Dette er nyttigt, fordi vores nedbør på disse tidspunkter er faldet af for året, men efterspørgslen efter vand er stigende."

Efterhånden som klimaet opvarmes, og snepakkerne bliver mere og mere varierende – vinteren 2023-24 er et godt eksempel, sagde Hill – hjælper en metrik som den nye udviklet på OSU til mere objektivt at kvantificere reservoiropbevaringsaspektet af klodens snepakker.

Fra lokal til regional skala, bemærker han, er kommunale og landbrugsbrugere af vand nødt til at balancere efterspørgsel med udbud, og sneopbevaring har dramatisk indflydelse på timingen af ​​udbudssiden.

"Når vi bevæger os fremad, og som vi har bevæget os fra fortiden til nutiden, er den relativt gode nyhed, at årlige nedbørsmængder har en tendens til ikke at ændre sig så dramatisk," sagde han. "Men skiftende temperaturer har stor indflydelse på sneopbevaring og derfor tidspunktet for vandtilgængeligheden."

Flere oplysninger: Christina Marie Aragon et al., Ændring af lagring af snevand i naturlige snereservoirer, Hydrologi og jordsystemvidenskab (2024). DOI:10.5194/hess-28-781-2024

Leveret af Oregon State University