Это противоречивое открытие, опубликованное сегодня в журнале Nature Climate Change, может иметь широкие 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 научный сотрудник NCAR Кейт Массельман, ведущий автор статьи. «Солнце просто не дает достаточно энергии в это время года, чтобы вызвать высокие темпы таяния снегов».Исследование финансировалось Национальным научным фондом, спонсором NCAR.
Полученные данные могут объяснить недавнее исследование, которое предполагает, что средний речной сток в водоразделах, охватывающих заснеженные горы, может уменьшаться по мере потепления климата — даже если общее количество осадков в водоразделе останется неизменным. Это потому, что скорость таяния снега может напрямую влиять на сток реки.
Когда снежный покров тает медленнее, образующаяся в результате вода задерживается в почве, давая растениям больше возможностей впитывать влагу. Вода, поглощаемая растениями, — это вода, которая не попадает в ручей, что потенциально снижает потоки.Массельман впервые заинтересовался тем, как скорость таяния снегов может измениться в будущем, когда он проводил исследования в Сьерра-Неваде. Он заметил, что более мелкий снежный покров на более низкой высоте таял раньше и медленнее, чем более толстый снежный покров на возвышенности.
Снег на более прохладных и высоких высотах, как правило, держался до начала лета — когда Солнце было относительно высоко в небе и дни становились длиннее — поэтому, когда он, наконец, начал таять, таяние было быстрым.Массельман задался вопросом, развернется ли то же явление в будущем климате, когда ожидается, что более высокие температуры превратят снежный покров на возвышенностях во что-то более похожее на сегодняшний снежный покров на более низких высотах. Если это так, результатом будет более медленное таяние снега и меньшее быстрое таяние снега.
Чтобы исследовать вопрос, Массельман сначала подтвердил то, что он заметил в Сьерре, проанализировав данные наблюдений за снежным покровом за десятилетие с 979 станций в Соединенных Штатах и ??Канаде. Он и его соавторы — ученые NCAR Мартин Кларк, Чанхай Лю, Киоко Икеда и Рой Расмуссен — затем смоделировали снежный покров в течение того же десятилетия, используя основанную на NCAR модель исследования и прогнозирования погоды (WRF).После того, как они определили, что результаты WRF совпадают с наблюдениями, они использовали моделирование из модели, чтобы исследовать, как скорость таяния снега может измениться в Северной Америке примерно в конце века, если изменение климата продолжится.«Мы обнаружили уменьшение общего объема талой воды — что имеет смысл, учитывая, что мы ожидаем, что в будущем будет меньше снега», — сказал Массельман. «Но даже при этом снижении мы обнаружили увеличение количества воды, получаемой при низких скоростях плавления, и, с другой стороны, уменьшение количества воды, получаемой при высоких скоростях плавления».
В то время как исследование не изучало диапазон последствий, которые могут возникнуть из результатов, Массельман сказал, что последствия могут быть далеко идущими. Например, снижение высоких скоростей таяния может означать меньшее количество весенних паводков, что может снизить риск повреждения инфраструктуры, но также отрицательно повлиять на прибрежные экосистемы. Изменения в сроках и количестве талого стока также могут вызвать повышение температуры в ручьях, что повлияет на форель и другие виды рыб, а ожидаемое уменьшение 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 огромные последствия этого прогнозируемого сдвига в гидрологических моделях», — сказал Массельман.