Een nieuwe studie heeft uitgewezen dat stof, geen lentewarmte, regelt het tempo van het smelten van de lentesneeuw die de bovenloop van de Colorado-rivier voedt. In tegenstelling tot de conventionele wijsheid, de hoeveelheid stof op het bergsneeuwpakket bepaalt hoe snel de rivieren van het Colorado Basin in de lente stijgen, ongeacht de luchttemperatuur, met meer stof correleerde met snellere voorjaarsafvoer en hogere piekstromen.

De bevinding is waardevol voor westerse waterbeheerders en bevordert ons begrip van hoe zoetwaterbronnen, in de vorm van sneeuw en ijs, zal in de toekomst reageren op stijgende temperaturen. Door de kennis te verbeteren van wat het smelten van sneeuw regelt, het verbetert het begrip van de controles over hoeveel zonnewarmte de aarde terugkaatst in de ruimte en hoeveel het absorbeert - een belangrijke factor in studies van weer en klimaat.

Wanneer sneeuw wordt bedekt door een laag opwaaiend stof of roet, de donkere topcoat verhoogt de hoeveelheid warmte die de sneeuw absorbeert van zonlicht. Tom Painter van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, doet wereldwijd onderzoek naar de gevolgen van stof op smeltende sneeuw. Dit is de eerste studie die zich richt op welke een sterkere invloed heeft op de afvoer in het voorjaar:warmere luchttemperaturen of een laag stof op de sneeuw.

Door de wind opgeblazen stof is toegenomen in het zuidwesten van de VS als gevolg van veranderende klimaatpatronen en beslissingen over menselijk landgebruik. Met afnemende regenval en meer verstoringen van het land, beschermende korsten op grond worden verwijderd en meer kale grond wordt blootgelegd. Winter- en lentewinden pakken de stoffige grond op en laten deze vallen op de Colorado Rockies in het noordoosten. Historische analyses van merensedimenten laten zien dat er momenteel jaarlijks gemiddeld vijf tot zeven keer meer stof op de sneeuwlaag van Rocky Mountain valt dan vóór het midden van de 19e eeuw.

Schilder en collega's keken van 2005 tot 2014 naar gegevens over luchttemperatuur en stof in een bergbekken in het zuidwesten van Colorado, en stroom van drie grote zijrivieren die smeltende sneeuw van deze bergen naar de Colorado-rivier voeren. Het stroomgebied van de Colorado-rivier beslaat ongeveer 246, 000 vierkante mijl (637, 000 vierkante kilometer) in delen van zeven westelijke staten.

De onderzoekers ontdekten dat de effecten van stof het tempo van de voorjaarsafvoer domineerden, zelfs in jaren met ongewoon warme lenteluchttemperaturen. Omgekeerd, er was bijna geen statistische correlatie tussen de luchttemperatuur en het tempo van de afvoer.

"We ontdekten dat wanneer het schoon is, de stijging naar de piekstroom is langzamer, en over het algemeen krijg je een kleinere piek." Zei de schilder. "Als het sneeuwdek echt stoffig is, het water komt gewoon uit de bergen." De bevinding druist in tegen de wijdverbreide veronderstelling dat de temperatuur van de lentelucht de kans op overstromingen bepaalt.

Co-auteur McKenzie Skiles, een assistent-professor aan de afdeling Geografie van de Universiteit van Utah, zei dat terwijl de effecten van stof in de lucht, zoals verminderde luchtkwaliteit, zijn bekend, de effecten van het stof als het eenmaal op het landoppervlak is afgezet, zijn niet zo goed begrepen. "Gezien de afhankelijkheid van de westelijke VS van het natuurlijke sneeuwreservoir, en de Colorado-rivier in het bijzonder, het is van cruciaal belang om de impact van toenemende stofafzetting op de sneeuwlaag in de bergen te evalueren, " ze zei.

Painter wees erop dat de nieuwe bevinding niet betekent dat de luchttemperaturen in de regio kunnen worden genegeerd bij het overwegen van stroomstromen en overstromingen, vooral in de toekomst. "Terwijl de luchttemperatuur blijft stijgen, het zal meer invloed hebben, " zei hij. De temperatuur bepaalt of neerslag als sneeuw of als regen valt, bijvoorbeeld, dus uiteindelijk bepaalt het hoeveel sneeuw er moet smelten. Maar, hij zei, "Het is onwaarschijnlijk dat de temperatuur de variabiliteit in de smeltsnelheid van de sneeuw zal beheersen. Dat zal nog steeds worden bepaald door hoe vuil of schoon het sneeuwdek is."

Skiles merkte op, "Stof op sneeuw heeft niet alleen invloed op de bergen die de bovenloop van de Colorado-rivier vormen. Het verdonkeren van het oppervlak is waargenomen in bergketens over de hele wereld, inclusief de Alpen en de Himalaya. Wat we leren over de rol van stofafzetting voor de timing en intensiteit van sneeuwsmelt hier in het westen van de VS, heeft wereldwijde implicaties voor verbeterde voorspelling van sneeuwsmelt en het beheer van sneeuwwaterbronnen."

De studie, getiteld "Variatie in het stijgende deel van de Colorado-rivier, sneeuwsmeltafvoer-hydrograaf gecontroleerd door stofstralingsforcering in sneeuw, " werd vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Geofysische onderzoeksbrieven .