Er wordt op kleverige zomerdagen gezegd:"Het is niet de hitte, het is de vochtigheid." Dat geldt ook in de winter, en zou de sleutel kunnen zijn tot de toekomst van sneeuw en watervoorraden in het Amerikaanse Westen.

In een nieuwe studie die vandaag is gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences , Professor Paul Brooks van de Universiteit van Utah en Adrian Harpold, professor aan de Universiteit van Nevada, Reno, laten zien dat veranderingen in vochtigheid kunnen bepalen hoe de bijdrage van sneeuw aan beken, meren en grondwater veranderen als het klimaat warmer wordt. Verrassend genoeg, bewolkt, grijze en vochtige winterdagen kunnen ervoor zorgen dat de sneeuwlaag sneller opwarmt, het vergroten van de kans op smelten tijdens de wintermaanden wanneer het snowpack zou moeten groeien, melden de auteurs. In tegenstelling tot, bij een heldere hemel en een lage luchtvochtigheid kan de sneeuw kouder worden dan de lucht, het bewaren van de snowpack tot de lente.

Klimaatverandering, ze zeggen, kan de luchtvochtigheid in de winter in sommige regio's verhogen en in andere regio's verlagen.

"Het betekent dat trends en patronen in vochtigheid erg belangrijk zullen zijn voor de toekomst van sneeuw, ', zegt Harpold.

Waar is de sneeuw gebleven?

Brooks zegt dat onderzoekers weten dat een veranderend klimaat grote gevolgen kan hebben voor de watervoorraden die afkomstig zijn van sneeuwsmelt. "Maar tot nu toe was het onduidelijk, " hij zegt, "waarom sommige gebieden veel gevoeliger lijken te zijn voor verandering, terwijl andere locaties veerkrachtig lijken."

Onderzoekers hebben verschillende mechanismen geëvalueerd die de afnemende sneeuwlaag in een opwarmende wereld kunnen verklaren:eerder begin van smeltende sneeuw, een verandering in smeltsnelheden en verschuivingen van sneeuw naar regen onder bepaalde omstandigheden. Maar zelfs deze verklaringen waren niet algemeen van toepassing op omgevingen in het hele Westen, wat Harpold en Brooks ertoe bracht om te kijken naar meer basisprincipes van hoe sneeuw smelt.

Ga met de warmtestroom mee

Wetenschappers weten dat er verschillende vormen van energie zijn, inclusief voelbare warmte (die we meten als temperatuur), stralingsenergie (zoals wat we voelen van de zon), en latente warmte. Latente warmte is onopvallender - het wordt vrijgegeven en geabsorbeerd als het water van fase verandert, bijvoorbeeld tussen ijs en vloeibaar water. Je ervaart de kracht van latente warmte op een zweterige zomerdag. Terwijl het zweet op je huid verdampt, het neemt warmte op bij de overgang van vloeibaar water naar waterdamp, afkoelen tijdens het proces.

Dus hoe is dit van toepassing op het smelten van sneeuw? Het briljante wit van sneeuw is het resultaat van sneeuwkristallen die inkomende zonnestraling reflecteren. Dit minimaliseert de energietoevoer naar de sneeuw, en leidt ook tot zonnebrand die zo vaak voorkomt bij het skiën op zonnige winterdagen. De moleculaire structuur van sneeuwkristallen zendt op heldere nachten ook energie terug naar de lucht - wat dient om het sneeuwdek af te koelen. Ook, sneeuw op droge dagen kan "sublimeren, " of direct overschakelen van een vaste stof naar damp. Dit proces, net als verdamping, absorbeert warmte en koelt de sneeuw verder af.

"Dat is een van de redenen waarom skiën in Utah, Colorado, New Mexico of de oostelijke Sierra kunnen zo leuk zijn!" zegt Brooks. "De sneeuw blijft koud en droog en poederachtig, terwijl de zon ons verwarmt als we skiën of op een terras zitten en het uitzicht bewonderen, vooral als we donkere kleuren dragen."

Bewolkt, vochtige dagen keren de koeling van zowel straling als sublimatie om - bewolking voorkomt dat sneeuw energie uitstraalt, en condensatie van waterdamp op de sneeuw laat latente warmte vrij, de sneeuw opwarmen. Dat is de reden waarom een ​​paar vochtige dagen met temperaturen rond het vriespunt resulteren in grote smeltgebeurtenissen en zelfs kleine overstromingen. Een extreem geval hiervan kan zich voordoen op mistige dagen, zegt Brooks. "We zeggen vaak 'mist eet sneeuw.'"

Sneeuw in het westen

Brooks en Harpold keken naar gegevens over sneeuwlagen van meer dan 400 locaties in het westen, van de vochtige Pacific Northwest tot de dorre woestijn ten zuidwesten. In dat scala van omgevingen, ze ontdekten dat zowel droge als vochtige omgevingen reageerden op klimaatopwarming met afleveringen van verlies van sneeuw. In vochtige ruimtes, Hoewel, de afleveringen waren voornamelijk gesmolten sneeuw, terwijl in droge gebieden de afleveringen werden gedomineerd door sublimatie - direct verlies van sneeuw naar de atmosfeer. En deze effecten zullen waarschijnlijk intenser worden met meer opwarming, zegt Harpold. "We ontdekten dat de relatieve vochtigheid de afgelopen 30 jaar zowel in het noordwesten van de Stille Oceaan als in het zuidwesten van de woestijn is toegenomen, het versterken van de patronen van wintersmelt in de Pacific Northwest en sublimatie in het zuidwesten."

"Wat we niet weten, "Brooks zegt, "Zo zal de luchtvochtigheid veranderen in de tussenliggende gebieden - inclusief de Rocky Mountains en Great Basin."

Tot nu toe, toekomstige trends in de luchtvochtigheid in de winter zijn geen focus van voorspelling geweest, zegt Harpold. "Ons werk laat zien dat dit een belangrijke variabele zal zijn die we zullen moeten voorspellen onder klimaatverandering." Als de luchtvochtigheid stijgt, waterbeheerders kunnen worden geconfronteerd met de uitdaging om water voor langere perioden op te slaan en tegelijkertijd overstromingen in het midden van de winter te beperken. In tegenstelling tot, een afname van de luchtvochtigheid zal de reeds beperkte watervoorziening nog meer onder druk zetten.

"Langetermijnplanning voor reservoirs, wateropslag- en watervoorzieningssystemen zijn ook essentieel voor waterbeheerders, " zegt Harpold. "Bijvoorbeeld, in de Sierra en Lake Tahoe zie je misschien een jaarlijks patroon van vochtige luchtmassa's die over de regio bewegen, dus plannen moeten worden gemaakt met deze regionale patronen in het achterhoofd.

"Nu we een omslagpunt bereiken en ons gebruikelijke wateropslagsysteem zien, het sneeuwpak, meer en eerder smelten in de winter, systemen die afhankelijk zijn van sneeuwsmelt moeten opnieuw worden geëvalueerd en aangepast."

Dus, kijk de rest van de winter naar de sneeuw rond de stad. Kijk uit voor de sneeuw die zelfs op warme zonnige dagen in de schaduw blijft. En kijk wat er met diezelfde sneeuw gebeurt tijdens grijze dagen en nachten - snel, Hoewel, voordat het allemaal weg is.