science >> Wetenschap >  >> Natuur

Afnemende sneeuwlaag boven het westen van de VS op een fijnere schaal in kaart gebracht

Willem van Leeuwen, een hoogleraar natuurlijke hulpbronnen en het milieu aan de Universiteit van Arizona, meet snowpack in een "sneeuwkuil" langs de Mogollon Rim van Arizona tijdens een sneeuwonderzoek in 2017. Hij neemt sneeuwmonsters op verschillende locaties in het snowpack om nauwkeurige metingen te doen van het sneeuwwaterequivalent (de hoeveelheid water die zou ontstaan ​​als het sneeuwdek gesmolten). De metingen bekijken ook de geschiedenis van het snowpack - welke soorten stormen hebben geleid tot het snowpack en wat ermee is gebeurd tussen stormen. Krediet:Patrick Broxton, auteursrecht 2017

Onderzoekers hebben nu precies in kaart gebracht waar in het westen van de VS de sneeuwmassa sinds 1982 is afgenomen.

Het onderzoeksteam bracht de veranderingen in de sneeuwmassa van 1982 tot 2016 in kaart op een raster van vierkanten van 2,5 mijl aan een kant over de hele aangrenzende VS.

Een persoon zou praktisch de trend voor zijn buurt kunnen vinden, zei eerste auteur Xubin Zeng, een professor in hydrologie en atmosferische wetenschappen aan de Universiteit van Arizona. Rastergrootte voor eerdere studies was ongeveer 40 mijl aan een kant, hij zei.

"Dit is de eerste keer dat iemand de trend over de VS heeft beoordeeld op het pixelniveau van 2,5 mijl bij 2,5 mijl over de 35-jarige periode van 1982 tot 2016, Zeng zei. "De jaarlijkse maximale sneeuwmassa boven de westelijke VS neemt af."

In het oosten van de VS, de onderzoekers vonden zeer weinig afname in sneeuwmassa.

Zelfs in de besneeuwde streken van het Westen, de meeste pleinen hadden geen significante afname van de sneeuw. Echter, sommige delen van de westelijke VS hebben sinds 1982 een vermindering van 41 procent van de jaarlijkse maximale sneeuwmassa gehad.

UA co-auteur Patrick Broxton zei:"De grote dalingen zitten vaker in de bergachtige gebieden die belangrijk zijn voor de watervoorziening in het Westen."

Sneeuwmassa is hoeveel water het bevat, wat belangrijk is in regio's waar de wintersneeuw en het daaropvolgende smelten van sneeuw aanzienlijk bijdragen aan de watervoorraden. Sneeuwsmelt draagt ​​bij aan grondwater en aan oppervlaktewaterbronnen zoals de Colorado-rivier.

Sneeuw is ook belangrijk voor de wintersport en het bijbehorende toerisme, wat een miljardenindustrie is in de V.S.

Als alle vierkanten in de westelijke VS met een afname van 41 procent in sneeuwmassa werden opgeteld, het gecombineerde gebied zou even groot zijn als South Carolina, zei Zeng, die de Agnese N. Haury-leerstoel Milieu bekleedt. Hij en zijn team keken naar de jaarlijkse en multidecadale veranderingen in de sneeuwmassa voor de aangrenzende V.S.

Het team van Zeng vond in de periode 1982-2016 ook het sneeuwseizoen kromp met gemiddeld 34 dagen voor pleinen die, indien gecombineerd, zou even groot zijn als Virginia.

"Het verkorten van het sneeuwseizoen kan een late start of een vroeg einde zijn of beide, Zeng zei. "In het westen van de VS is een vroegtijdig einde de belangrijkste reden. In tegenstelling tot, in het oosten van de VS is de belangrijkste drijfveer een laat begin."

De roze-naar-rode gebieden op deze kaart van de Amerikaanse Four Corners-regio (Utah, Colorado, Arizona en New Mexico) toont gebieden met een statistisch significante afname van de jaarlijkse sneeuwmassa sinds 1982. Die gebieden komen overeen met veel van de hoogste bergketens van de regio. Donkere kleuren vertegenwoordigen grotere trends. Fotocredit:Patrick Broxton, copyright 2018. Krediet:Patrick Broxton, auteursrecht 2018.

Temperatuur en neerslag tijdens het sneeuwseizoen hebben ook andere effecten in het Westen dan in het Oosten, vonden de onderzoekers.

In het westen, de multidecadale veranderingen in sneeuwmassa worden aangedreven door de gemiddelde temperatuur en de geaccumuleerde neerslag voor het seizoen. De veranderingen in het oosten van de VS worden voornamelijk bepaald door de temperatuur.

De krant, "Snowpack-verandering van 1982 naar 2016 over de aangrenzende Verenigde Staten, " door Zeng, Broxton en hun co-auteur Nick Dawson van de Idaho Power Company in Boise, Idaho, staat gepland voor publicatie in Geofysische onderzoeksbrieven vandaag.

Eerdere schattingen van interjaarlijkse tot multidecadale veranderingen in sneeuwmassa die op de grond werden gebruikt, of punt, metingen van sneeuwhoogte en sneeuwmassa op specifieke stations in de aangrenzende VS

Een voorbeeld van zo'n netwerk van gegevens is het National Weather Service Cooperative Observer Program (COOP), waarvan meer dan 10, 000 vrijwilligers nemen dagelijks weerobservaties op specifieke locaties in de VS.

De andere is de SNOwpack TELemetry van het Amerikaanse ministerie van landbouw, of SNOTEL, netwerk, een geautomatiseerd systeem dat snowpack en andere klimatologische gegevens verzamelt in de bergen van de westelijke VS. voor veel locaties, dergelijke metingen zijn niet beschikbaar.

Zeng en zijn collega's gebruikten een innovatieve methode om gegevens verzameld door COOP en SNOTEL te combineren met een derde dataset genaamd PRISM die temperatuur- en neerslaggegevens geeft over alle lagere 48 staten en ook gebaseerd is op metingen op de grond.

Het resultaat is een nieuwe dataset die dagelijkse informatie geeft over sneeuwmassa en sneeuwdiepte van 1982 tot heden voor de hele aangrenzende VS.

Door de nieuwe dataset te ontwikkelen, heeft het door de UA geleide onderzoeksteam de veranderingen in temperatuur, neerslag en sneeuwmassa van 1982 tot 2016 voor elke 2,5-mijl bij 2,5-mijlsvierkant in de aangrenzende VS, en om te bestuderen hoe sneeuw het weer en het klimaat kan beïnvloeden.

"Sneeuw is zo reflecterend dat het veel van het zonlicht van de grond af weerkaatst. Dat beïnvloedt de luchttemperatuur en de warmte- en vochtuitwisseling tussen de grond en de atmosfeer, " zei Broxton, een associate research scientist in de UA School of Natural Resources and the Environment.

Zeng werkt nu samen met NASA om een ​​manier te vinden om satellietmetingen te gebruiken om de sneeuwmassa en sneeuwdiepte te schatten.

NASA en het Agnese Nelms Haury-programma van de UA in Milieu en Sociale Rechtvaardigheid financierden het onderzoek.