Het beeld van enorme brokken ijs die loskomen van gletsjers en ijskappen, dan naar de zee drijvend op de meest afgelegen plaatsen van de aarde, misschien wel het meest iconische symbool van een opwarmende planeet. En hoewel de meeste mensen deze bekende fenomenen nooit van dichtbij zullen zien, wat er in enkele van de meest ijzige omgevingen gebeurt, heeft nog steeds invloed op mensen en regio's die duizenden kilometers ver weg liggen.

Ecoloog Heidi Steltzer, een professor aan het Fort Lewis College en lid van het Department of Energy's Watershed Function Scientific Focus Area (SFA)-project onder leiding van het Lawrence Berkeley National Laboratory, bestudeert hoe minder sneeuw en eerder smeltende sneeuw als gevolg van klimaatverandering de watervoorziening in hooggebergten beïnvloeden. Ze is hoofdauteur van een nieuw rapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), het orgaan van de Verenigde Naties voor de beoordeling van de wetenschap met betrekking tot klimaatverandering. Het Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate (SROCC) beoordeelt de nieuwste wetenschappelijke literatuur om de effecten van klimaatverandering op de oceaan en de cryosfeer te beschrijven:water in vaste toestand, die in de bergen gletsjers omvat, permafrost, en sneeuw.

Steltzer putte uit zijn ervaring met het werken in de Rocky Mountains van Colorado, nabij de bovenloop van de Colorado-rivier, bij het schrijven van het hoofdstuk over hoge bergen van het rapport. Dit is de eerste keer sinds 1996 dat het IPCC een hoofdstuk over bergen heeft opgenomen in een van zijn rapporten.

"Bergsystemen voorzien mensen van water - water dat essentieel is om te drinken, voedsel kweken, industrie, en energiesystemen. Het beschikbare water hangt niet alleen af ​​van hoe groot een gletsjer is of hoeveel sneeuw er valt of hoe snel het smelten gebeurt, maar ook over de invloed van ijs en sneeuw op planten, microben, en bodems, ’ zei Steltzer.

De kracht om bergen te verzetten

Het IPCC nodigt geselecteerde wetenschappelijke experts uit om duizenden wetenschappelijke artikelen die elk jaar worden gepubliceerd te evalueren om beleidsmakers te voorzien van regelmatige beoordelingen van de wetenschappelijke basis van klimaatverandering, de gevolgen en toekomstige risico's, en opties voor aanpassing en mitigatie. Auteurs van de inhoud over bergachtige gebieden speurden de wetenschappelijke literatuur af naar artikelen over alle hooggebergtegebieden waar de cryosfeer het hele jaar door of per seizoen aanwezig is.

De SROCC draagt ​​bij aan de kennis van het massaverlies van gletsjers, permafrost ontdooien, en afnemende sneeuwbedekking en sneeuwduur, die de ecosystemen van de bergen aantasten, water voorraad, storingen, en gevaren. Auteurs van het hoofdstuk over hoge bergen beweren dat meerdere gevaren en risico's voortkomen uit veranderingen in de bergomgeving, inclusief effecten van variabiliteit en trends in watervoorziening op waterkrachtproductie en implicaties voor energiebeleid en waterbeheer.

Het rapport beschrijft een verlenging van het groeiseizoen en meer plantengroei in sommige regio's, zoals het Qinghai-Tibet-plateau, door een kortere duur van het sneeuwdek. Nog, in andere regio's, zoals de Amerikaanse Rocky Mountains waar Steltzer en het Berkeley Lab Watershed Function-team werken, planten groeien niet meer, ook al is het groeiseizoen langer.

Susan Hubbard leidt het DOE Watershed Function SFA-project en Associate Laboratory Director voor de Earth &Environmental Sciences Area bij Berkeley Lab. Volgens Hubbard, "De multidisciplinaire benadering van de Watershed Function SFA heeft tot doel te begrijpen hoe verstoringen zoals eerdere sneeuwsmelt interacties tussen gesteente, bodem, microben, en vegetatie over veranderingen in hoogte en hellingen en hoe dit op zijn beurt de stroomafwaartse watervoorziening en waterkwaliteit beïnvloedt."

"Heidi's expertise in bergecologie is van onschatbare waarde voor dit project, net als haar begrip over hoe verschillende bergachtige stroomgebieden over de hele wereld reageren op veranderende omstandigheden."

De gaten vullen

Recente SFA-bevindingen zullen helpen bij het opvullen van leemten die in het SROCC-rapport zijn geïdentificeerd en dienen als bron voor toekomstige IPCC-rapporten. Bijvoorbeeld, het rapport onderzoekt de enorme verandering in de hoeveelheid sneeuwval van jaar tot jaar in de afgelopen drie jaar in Colorado en veel regio's in het westen van de VS. bij weinig sneeuw, vroege smeltjaren, plantengroei wordt steeds meer gesynchroniseerd over verschillende hoogten. Onder klimaatverandering, de timing van plantengroei verandert, die de beschikbaarheid van water en het vasthouden en verlies van voedingsstoffen door plantinteracties met microben zullen beïnvloeden.

Volgens Eoin Brodie, Adjunct-directeur van Climate and Ecosystem Sciences bij Berkeley Lab en Watershed Function SFA-projectlid, "De timing van sneeuwval en de snelheid van het smelten van de sneeuw beheersen microbiële processen die een significante controle lijken uit te oefenen op de stikstofexport van hellingen naar de rivier."

Samen, Steltzer, Brodie, en SFA-teamleden gebruiken veldgegevens om de ontwikkeling van computermodellen en modellen te informeren om inzicht te krijgen in toekomstig stroomgebiedgedrag. Daarbij, ze bouwen een systeem voor het voorspellen van de watervoorziening in de westelijke VS, inclusief hoe afnemende sneeuwbedekking deze plant- en microbiële dynamiek beïnvloedt.

De bergen roepen

Nu is de herfst aangebroken in de bergen van Colorado, en SFA-onderzoekers zijn net de bemonstering aan het afronden na een hoog sneeuwjaar, een waarin overvloedig water was totdat de moessonregens niet te zien waren.

"De toenemende inconsistentie van sneeuw en regen in de bergen is schokkend, "zei Steltzer. "Deze omstandigheden laten ons onderzoeken hoe zowel abrupte als geleidelijke veranderingen in de sneeuwdynamiek de waterbeschikbaarheid en de waterkwaliteit beïnvloeden, die van cruciaal belang zijn voor de downstream-industrie, mensen en de economieën van gemeenschappen in berggebieden en daarbuiten."

Een afhaalpunt voor Steltzer uit haar werk aan het rapport is de vraag waarom bergen niet meer aandacht krijgen. Ze denkt dat het voor de overgrote meerderheid van de mensen over de hele wereld - die niet in de buurt van bergen wonen - moeilijk kan zijn om zich op een zinvolle manier met de bergen verbonden te voelen.

"Hoewel de cryosfeer in de bergen van cruciaal belang is om miljarden mensen van water te voorzien - meer mensen dan we waarschijnlijk beseffen of kunnen karakteriseren met gegevens - kan het belang ervan nog grotendeels onopgemerkt blijven, ' Zegt Steltzer.

"We besteden meer aandacht aan de veranderingen bij ons in de buurt dan aan de veranderingen die ver weg plaatsvinden. Dit rapport is een kans om meer te weten te komen over deze verre veranderingen in de berg- en poolgebieden van de aarde. Wetenschappers houden ze in de gaten, het in kaart brengen van toekomstige veranderingen, en delen waar ze getuige van zijn op bergtoppen en poolgebieden en zeeën. Veranderingen in deze afgelegen gebieden raken ons allemaal."