Горы Уосатч в штате Юта известны тем, что там «самый большой снег на Земле». Искатели снега, стремящиеся покататься на лыжах и сноуборде мирового класса, ежегодно вносят в экономику более миллиарда долларов. Таяние снега также обеспечивает большую часть воды для быстро растущего населения вдоль фронта Уосатч, включая Солт-Лейк-Сити. Понимание того, что контролирует время и интенсивность таяния снега, имеет решающее значение для штата Юта.
Это сложнее, чем повышение температуры воздуха; солнечная энергия и удлинение светового дня весной являются основными факторами таяния снега. Как и в черной рубашке в жаркий день, все, что затемняет снежную поверхность, например пыль, будет поглощать больше солнечного света и ускорять таяние. Поскольку люди продолжают изменять ландшафты, пыль с большей вероятностью будет падать на близлежащие вершины. Однако ученые только начинают понимать влияние пыли на снег.
Новое исследование Университета Юты проанализировало воздействие осаждения пыли на альпийском участке в Альте, штат Юта, в горах Уосатч. Впервые исследователи замерили пыль в воздухе и на снегу одновременно. Они обнаружили, что одна пыльная буря 13 апреля 2017 года унесла половину всей пыли за сезон. Дополнительный солнечный свет, поглощенный пылью, затемнил снежную поверхность и привел к таянию снега на неделю раньше.
Используя компьютерное моделирование, команда смоделировала место, где образовалась пыль. Они обнаружили, что сначала перед бурей пыль пришла с юга, но затем сместилась на запад. Западные ветры принесли пыль из «горячих точек» на дне высохшего озера Большого Соленого озера, относительно нового источника пыли из-за исторически низкого уровня озера.
«Что важно в Большом Соленом озере, так это то, что в нем нет ни прав на воду, ни политики по поддержанию уровня озера. географии в U и ведущий автор исследования. «Все, что влияет на таяние снега, может иметь экономические и гидрологические последствия. И теперь один из регионов-источников пыли находится прямо по соседству. Можем ли мы что-то сделать с этим, приняв политику, поддерживающую минимальный уровень озера?»
Исследование, опубликованное в Интернете 21 декабря в журнале Environmental Research Letter s.
Таяние снега в Уосатч
Скайлз и ее команда наблюдали пять пыльных явлений весной 2017 года, но сосредоточились на одном шторме 13 апреля, потому что он принес самый большой объем пыли, а также потому, что пыль, казалось, исходила из Большого Соленого озера. высохшее дно озера. Команда собрала данные на исследовательском участке Этуотер, недалеко от горнолыжного курорта Альта в Альте, штат Юта. Они собирали данные тремя способами. Во-первых, они проверили размер и количество частиц в воздухе. Во-вторых, они вырыли ямы для анализа свойств снега и концентрации пыли. В-третьих, они использовали компьютерное моделирование, чтобы оценить, откуда берется пыль и куда она должна попасть. Они были уверены в моделировании, потому что они зафиксировали закономерности в образцах воздуха и снега.
Чтобы измерить, как пыль влияет на снег, Скайлз рассчитал разницу в поглощении энергии между снегом, затемненным пылью, и тем же снегом, если бы он оставался свободным от пыли. Уравнение включает свойства снега, такие как размер снежных зерен, плотность снега, глубина и перемешивание аэрозолей. Общее воздействие пыли должно было ускорить плавление на 25 процентов.
Они обнаружили, что большая часть пыли отложилась примерно через час после того, как прошла настоящая буря, при так называемом «постфронтальном» ветре. Такие источники, как Большое Соленое озеро Дезерет, были крупнейшими источниками пыли; пыль из горячих точек высохшего дна озера составила около 10 процентов осевшей пыли. Однако компьютерное моделирование предполагает, что большая часть пыли выносилась к северу от исследуемого участка. Без наблюдения за снегом в регионе исследователи не смогли подтвердить более сильное осаждение пыли, но они предполагают, что воздействие, вероятно, было сильнее в северной части Уосатч..
«В сознании большинства людей пыль - это естественный аэрозоль. Но на величину и частоту переносимой по воздуху пыли влияет деятельность человека, изменение ландшафта повышает вероятность того, что пыль будет подхвачена ветром», - сказал Скайлз. «Мы знаем, что с момента заселения Запада количество пыли в воздухе увеличилось. И в то же время из-за забора воды вверх по течению уровень озера также снижается, обнажая еще больше пыли».
Пыль - глобальная проблема
В октябре Скилз стал соавтором статьи, в которой был сделан обзор литературы по растущей глобальной проблеме «светопоглощающих частиц» на снегу в журнале Nature. Сообщество ученых-климатологов признало влияние аэрозолей, которые явно связаны с деятельностью человека, таких как сажа, но им еще предстоит рассмотреть другие частицы, которые делают снег темнее и ускоряют таяние.
«Во всем мире снега становится меньше, и это не только из-за потепления климата - все гораздо сложнее - снег также становится темнее», - сказал Скайлз. «Мы знаем, что в некоторых местах аэрозоли воздействуют на водные ресурсы, и это оказывает долгосрочное климатическое воздействие. Мы также знаем, что уровни осаждения вряд ли снизятся в будущем. Хотя мы еще не понимаем точную величину воздействия, мы знаем, что пыль требует большего внимания."
Скайлз изучал пыль на снегу в Скалистых горах Колорадо, но хочет продолжить изучение других горных районов.
Мне интересно посмотреть в Вайоминге, Монтане и здесь, в Юте, потому что нам нужна региональная перспектива - мы знаем, что пыль оказывает сильное влияние на таяние снега в Колорадо, но каково влияние в других местах? Если пыль не так важна в этих регионах, тогда что контролирует изменение характера таяния снега?» - спросила она.