全球变暖趋势下内华达山脉积雪的明显波动:加州山脉上的极端情况交替出现

来源:cnBeta | 2022-05-11 13:59:57 |

内华达山脉的积雪因明显波动而闻名:有一年可能特别糟糕,而下一年则可能超乎寻常的好。然而,在2021-22年,在同一个雪季里出现了高位和低位。其结果是又一年的降雪量不足,引起人们对水供应的影响的担忧。

北极和阿尔卑斯山研究所(INSTAAR)和美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的山区水文学家Noah Molotch说:“锡耶拉山脉往往会有大风暴,有大量的雪在爆发,或者我们得到很少的雪的年份。我们有一个实际上是均水的雪年,这很罕见。”

每年冬天落在内华达山脉上的雪成为一个天然的水库,在春天和夏天慢慢融化并流向河谷。在一个典型的年份,这种积雪约占加州水供应的30%。资源管理者依靠这种融雪为水库补充足够的水,以应对夏季和秋季的典型干旱月份。

Molotch指出:“过去的这个冬天是整体下降趋势中的一个极端。这些都是正常情况下可能发生的自然事件,但全球变暖已经放大了一切。气候变化的轨迹使我们走上了一条道路,正常的冬季疯狂波动现在变成了扭曲的疯狂。”

北美西海岸降雨和降雪的拉锯模式有时与厄尔尼诺和拉尼娜模式有关--这些模式改变了热带和中纬度地区的大气环流,并与偶尔从热带太洋向加利福尼亚输送水分的大气河流有关。过去几年,热带太洋地区持续出现了拉尼娜现象,这往往使一些地区更加干燥。同时,不断变暖的全球温度和不断变化的喷流给山区带来了更频繁的晴朗和干燥的天气。

其结果是2022年的积雪量明显减少。内华达山脉的雪水当量(SWE)显示了这种赤字,这是衡量如果一个特定地区的所有积雪一次融化,你会得到多少水。根据加州水资源部(CA-DWR)的数据,内华达山脉4月1日的雪水当量仅为长期均值的37%。

在11月干燥的雪季开始后,2021年12月在短短一个月内带来了70%的年均降雪量。根据CA-DWR的计算,12月30日的雪水当量是正常的160%。但随后水流被关闭,因为该地区经历了有史以来最干旱的1月-2月-3月,而且气温异常温暖。2022年3月的热浪使积雪过早融化,干燥状况持续到4月中旬,然后几场季末风暴给山区的积雪带来了短暂的提升。到2022年5月5日,CA-DWR报告说,整个山脉的雪水当量已经回落到正常的27%。

上面的折线图显示了在唐纳山口观察到的高位和低位的模式,唐纳山口是中央山脉积雪实验室(CSS实验室)的所在地,是山脉中最古老的积雪测量业务之一。在39年的记录中,雪水当量的峰值(虚线)通常出现在3月24日左右,中值为37.2英寸。在2022年,SWE在1月12日达到了27.6英寸的峰值,并在2月6日开始下降。图中的数据来自SNOTEL网络,该网络由美国农业部管理。在加州,一些水务、研究和电力机构追踪山地积雪的起伏。

自然色卫星图像(下图)可以广泛显示雪季的进展,并帮助科学家评估雪的覆盖范围。但它们对雪的深度提供的信息很少。虽然SNOTEL和其他监测网络提供了一些过去四十年来最长的雪深和含水量的日常记录,但这些测量来自个别地点,而且大多是在一个狭窄的海拔范围内。

为了填补我们对高海拔地区和更广泛的地理区域的雪水的了解的空白,研究人员一直在开发工具来推断和插值雪量。本页顶部的地图就是这样一项努力。

根据Molotch和INSTAAR同事Leanne Lestak和Kehan Yang提供的数据,该实验产品描述了2022年4月24日的雪水当量,以及它们与该山脉长期均值的比较。雪水当量的估计是由20年的NASA卫星数据、SNOTEL记录、地形信息和计算机建模相结合得出的。该产品的种子轮资金最初由NASA的应用科学项目提供,现在由CA-DWR支持。

截至INSTAAR 4月24日的报告,海拔5000英尺以上的均SWE百分比在内华达山脉中部地区最高(61%),然后是北部(47%),而南部最低(41%)。仅仅一周后,这些数字在内华达山脉中部降至42%,南部为33%,北部为26%。

沙漠研究所研究雪灾的水文气候学家Benjamin Hatchett说:“我们的天然水塔正在变得漏水。如果雪正在提前融化,这意味着水正在提前从我们的天然山地水库中流出。这也意味着我们必须在下游管理它,而我们可能没有我们想要的灵活。”

“可以很好地建立雪堆的极端降水事件--比如去年12月发生的--将变得不那么有利,因为我们可能会有更多的雨水落下,而不是雪,”Hatchett补充说。“变暖和干燥将导致更多的无雪日,雪将提前开始融化。随着这种气候学的不断变化,地表和地下水的水文将如何应对低雪状况、单一的极端年份和连续的干旱年份?我们确实需要一套更好的观测工具和从大气到基岩的建模系统来了解这些变化。”

关键词: 全球变暖 山脉积雪 极端天气 环境研究 水供应保障


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