积雪融化趋势预示着西部地区夏季水危机迫在眉睫

2023-05-24 10:52:54来源:今日科学

科罗拉多大学博尔德分校发表在《自然通讯地球与环境》杂志上的一项新研究表明,气候变化导致美国西部和加拿大山脉的积雪更早融化,更多的降水以雨而不是雪的形式落下。这会导致积雪蓄水量减少,这可能会影响农业、增加野火风险并扰乱夏季的市政供水。学分:凯特黑尔

科罗拉多大学博尔德分校的一项研究表明,气候变化导致美国西部和加拿大山脉的融雪提前和降雨增加,从而导致积雪蓄水量减少。这种转变可能会影响农业、野火风险和市政供水。60 多年来,超过 25% 的西部山区的积雪蓄水量显着下降。研究人员引入了新的积雪指数 (SSI),以帮助在全球变暖的情况下更有效地管理水资源。

根据一项新的研究,美国西部和加拿大的雪正在提前融化,更多的降雨而不是降雪,导致积雪变薄,这可能会影响夏季的农业、野火风险和市政供水。科罗拉多大学博尔德分校。


(资料图片仅供参考)

今天(5 月 22 日)发表在Nature Communications Earth & Environment上,该研究记录了北美西部积雪蓄水量 60 多年的变化。研究发现,从 1950 年到 2013 年,西部山区 25% 以上的积雪蓄水量显着下降,部分原因是 冬季 和春季有更多积雪融化,侵蚀了这一季节性边界。

该研究的主要作者、2022 年地理专业毕业生凯特·黑尔 (Kate Hale) 说:“平均而言,在我们观察的每个山区,积雪融化的时间更接近它落下的时间。” “春季可用水的时间提前,夏季后期积雪融化和可用水减少,这表明今年晚些时候会出现缺水。”

来自 CU-Boulder 于 2022 年 5 月进行的积雪调查。在科罗拉多州 Front Range 的大陆分水岭附近收集积雪测量数据。图片来源:Kate Hale

时机就是一切

美国西部和加拿大的大部分水都依赖于雪。落基山脉、内华达山脉和其他山脉长期以来一直充当该地区的水塔:它们在整个冬季储存积雪,然后融化并在需求最大的春季和夏季变成水。

每年 4 月 1 日,州和地区的水资源管理人员都会使用一种称为雪水当量 (SWE) 的指标——当一定量的雪融化时会产生多少水——来预测和规划当年的水资源,Hale 说,现在美国佛蒙特大学博士后研究员。

但 4 月 1 日的快照恰恰是:时间的一个时刻。它没有透露这些雪是在过去六个月中慢慢积聚的,还是在 3 月 31 日全部落成一大堆,或者它是否已经在融化。

从 1950 年到 2013 年,北美西部 92% 的山区积雪指数出现下降。这表明这些地区作为周边地区水塔的能力有所下降。学分:凯特黑尔

“从水文学的角度来看,雪的唯一独特之处在于它延迟了水输入流域的时间。仅仅查看雪水当量的快照并不能让你了解雪水当量在地面上存在了多长时间,”地理学副教授兼北极和高山研究所研究员 Noah Molotch 说(INSTAAR) 在 CU Boulder。

因此,Hale 使用两个公开可用的数据源开发了一种称为积雪指数 (SSI) 的新测量方法,该测量方法结合了 4 月 1 日之前和之后的降雪时间 和 降雪量以及融雪量。与捕获的单个时间点形成对比由 SWE,Hale 的 SSI 展示了一个隐喻视频:将冬季雨或雪落在景观上与该地区可用作地表水之间的时间合并为一个数字。

该研究分析了 60 多年的积雪储水数据,指出从 1950 年到 2013 年,西部山区超过 25% 的储水量显着下降。这部分是由于冬季和春季融雪提前,导致可用水量提前转移在春季,表明今年晚些时候可能会缺水。学分:凯特黑尔

“积雪储量指数让我们能够查看雪水储量,不仅仅是在任何给定时间有多少,而是储量在地面上的持续时间,”Molotch 说。

这使研究人员能够分析过去 60 年来西部每个山区作为水塔的表现如何,并发现它们的表现一直在全面下降。

为现在和未来管理水资源

在降雪季节性很强的地方发现了“高”SSI——一个尽可能接近 1.0 的数字。例如,在喀斯喀特山脉,积雪在秋冬季节积雪,最多可储存六个月,然后在春季和夏季持续融化。然而,在科罗拉多州的落基山脉,SSI 较低——介于 0 和 0.5 之间——这意味着在一年中较冷的半年里,雪既会积聚又会融化。

但由于落基山脉和前山脉已经习惯了冬季和春季降雪和融雪的交替模式,作为一个地区,它可能更容易适应与全球变暖相关的积雪蓄水量减少的类似模式。西海岸附近的山区在春季和夏季高度依赖积雪融水,然而,当水在今年早些时候融化时可能会经历痛苦的??调整——而且在夏末根本不再可用。

研究人员开发了一种称为积雪指数 (SSI) 的新测量方法,用于评估降雪和融雪的时间和数量。结果显示该地区的天然“水塔”性能下降,强调了在全球变暖的情况下更好地管理水资源的重要性。学分:凯特黑尔

研究人员希望这种新的测量方法可以作为科学家和水资源管理人员做出更好预测的工具,并在必要时提前计划以降低成本。

Molotch 说,半个世纪前,美国西部的大坝建设时代使该地区在城市和农业用水方面蓬勃发展。但随着这些“水塔”融化,它们所填充的水库也可能融化。

“积雪正在我们眼前侵蚀和消失。这将在管理让美国西部在过去 100 年里蓬勃发展的基础设施方面带来挑战,”莫洛奇说。

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