В горных регионах снежный покров играет решающую роль в водоснабжении. Обычно у тающего снега три судьбы. Он может стечь с поверхности почвы. Он может испаряться и возвращать влагу в воздух.
Наконец, что наиболее важно, он может пополнять уровень подземных вод. Это процесс подпитки грунтовых вод.Изменение климатических условий привело к резким изменениям уровня грунтовых вод. «Снегопад, выпавший в последние годы меньше, чем обычно, является одним из факторов окружающей среды, который способствовал нынешней засухе в Калифорнии», — говорит Райан Уэбб, доктор философии. студентка факультета гражданской и экологической инженерии в Государственном университете Колорадо.
Группа Уэбба недавно опубликовала исследование, направленное на понимание изменений в увлажнении и сушке почвы, которые происходят при таянии снега в горных, заснеженных регионах. В ходе исследования изучались уровни содержания подземных вод в горах Сьерра-Невада в Калифорнии.
В этих регионах почвы зимой не промерзают и остаются влажными под снежным покровом.Уровень грунтовых вод измерить непросто из-за изменчивости состава почвы и коренных пород.
Кроме того, тающий снежный покров имеет свои собственные переменные. «Поскольку изменение подпитки грунтовых вод происходит под поверхностью земли, наблюдение за этим может быть дорогостоящим», — говорит Уэбб. Например, бурение нескольких скважин в разных местах для измерения грунтовых вод было бы дорогостоящим и разрушительным.Вместо этого в исследовании использовалась компьютеризированная сеть датчиков влажности — всего 97 датчиков, расположенных на разной глубине. Датчики располагались на разных высотах (1750–2000 метров) и на разных склонах (северный, южный или пологий).
Кроме того, в исследовании учитывался тип древесного покрова: открытый, опушенный или навес. Исследователи измерили влажность почвы непосредственно под измерениями высоты снежного покрова, чтобы связать эти два показателя.
Любопытно, что Уэбб и его коллеги обнаружили, что тающий снег может давать очень разные результаты в пределах верхнего метра почвы. «Один набор датчиков может демонстрировать совершенно другую динамику смачивания и высыхания по сравнению с датчиком всего в паре метров», — говорит Уэбб. Эта изменчивость сохранялась на разных участках измерений и при разных условиях древесного покрова.Во многих исследованиях влажности почвы используются однородные одномерные модели. Результаты Уэбба предполагают, что такие модели будут либо переоценивать, либо недооценивать объем подпитки подземных вод, в зависимости от местоположения и глубины используемых датчиков.
Уэбб заключает, что дальнейшие исследования помогут нам понять, почему подпитка подземных вод за счет таяния снега столь непостоянна. Он добавляет: «Долгосрочные периоды записи могут быть использованы для проведения аналогичного исследования в более длительном масштабе».
В конечном итоге эти исследования помогут понять, как изменение климата влияет на запасы грунтовых вод — ценного ресурса в пострадавших от засухи районах страны.Исследование Уэбба было опубликовано в Vadose Zone Journal.