По мере того, как мир нагревается, снежный покров в горах будет таять не только раньше, но и медленнее, согласно новому исследованию ученых из Национального центра атмосферных исследований (NCAR).
Нелогичное открытие, опубликованное сегодня в журнале Nature Climate Change, может иметь широкомасштабные последствия для водоснабжения, здоровья экосистем и риска наводнений.
«Когда таяние снега смещается в начале года, снег больше не тает под высокими углами солнца в конце весны и начале лета», - сказал ведущий автор исследования Кит Массельман, научный сотрудник NCAR.«Солнце просто не дает достаточно энергии в это время года, чтобы обеспечить высокие темпы таяния снега».
Исследование финансировалось Национальным научным фондом, спонсором NCAR.
Выводы могут объяснить недавнее исследование, которое предполагает, что средний сток рек в водоразделах, охватывающих снежные горы, может уменьшиться по мере потепления климата, даже если общее количество осадков в водоразделе останется неизменным. Это потому, что скорость таяния снега может напрямую влиять на речной сток. Когда снежный покров тает медленнее, образовавшаяся вода задерживается в почве, давая растениям больше возможностей поглощать влагу. Вода, поглощаемая растениями, - это вода, которая не попадает в ручей, потенциально уменьшая потоки.
Массельман впервые заинтересовался тем, как скорость таяния снега может измениться в будущем, когда он проводил исследования в Сьерра-Неваде. Он заметил, что более мелкий снежный покров на более низких высотах таял раньше и медленнее, чем более толстый снежный покров на больших высотах. Снег на более прохладных возвышенностях держался до начала лета, когда Солнце стояло относительно высоко в небе и дни становились длиннее, поэтому, когда он, наконец, начал таять, таяние было быстрым.
Массельман задался вопросом, будет ли то же самое явление происходить в климате будущего, когда более высокие температуры, как ожидается, превратят снежный покров на больших высотах во что-то, что гораздо больше похоже на сегодняшний снежный покров на более низких высотах. Если это так, результатом будет больше снега, тающего медленно, и меньше снега, тающего быстро.
Чтобы исследовать этот вопрос, Массельман сначала подтвердил то, что он заметил в Сьерре, проанализировав десятилетние наблюдения за снежным покровом с 979 станций в США и Канаде. Он и его соавторы - ученые NCAR Мартин Кларк, Чанхай Лю, Кёко Икеда и Рой Расмуссен - затем смоделировали снежный покров за то же десятилетие, используя модель прогнозирования погоды (WRF) на основе NCAR.
Как только они определили, что выходные данные WRF отслеживаются с помощью наблюдений, они использовали симуляции модели, чтобы исследовать, как скорость таяния снега может измениться в Северной Америке в конце века, если изменение климата не ослабнет.
«Мы обнаружили уменьшение общего объема талой воды, что имеет смысл, учитывая, что мы ожидаем, что в будущем в целом будет меньше снега», - сказал Массельман. «Но даже при этом уменьшении мы обнаружили увеличение количества воды, образующейся при низких скоростях плавления, и, с другой стороны, уменьшение количества воды, производимой при высоких скоростях плавления».
Хотя в исследовании не изучался ряд последствий, которые могут быть получены из результатов, Массельман сказал, что последствия могут быть далеко идущими. Например, снижение высокой скорости таяния может означать меньшее количество весенних паводков, что может снизить риск повреждения инфраструктуры, но также негативно повлиять на прибрежные экосистемы. Изменения в сроках и количестве таяния снега также могут привести к повышению температуры ручья, что повлияет на форель и другие виды рыб, а ожидаемое уменьшение речного стока может вызвать нехватку воды в городах.
«Мы надеемся, что это исследование побудит ученых из многих других дисциплин углубиться в наши исследования, чтобы мы могли лучше понять обширные последствия этого прогнозируемого изменения гидрологических моделей», - сказал Массельман.