Een nieuwe analyse van het veranderende karakter van afvoer, rivierafvoer en andere hydrologische cycluselementen over de noordhelling van Alaska laten een significante toename zien van het aandeel ondergrondse afvoer en afvoer in het koude seizoen, veranderingen die volgens de auteurs "in overeenstemming zijn met de opwarming en ontdooiende permafrost".

Eerste auteur en hoofdklimaatmodeller Michael Rawlins, universitair hoofddocent geowetenschappen aan de Universiteit van Massachusetts Amherst en associate director van het Climate Systems Research Center, zegt dat de opwarming naar verwachting het noordpoolgebied zal verschuiven van een systeem dat wordt gedomineerd door oppervlaktewater naar een systeem dat wordt gedomineerd door grondwater, met diepere waterstroompaden door pas ontdooide bodems.

"Onze modelschattingen van permafrost-dooi zijn consistent met het idee dat ecosystemen in de permafrostregio verschuiven van een netto-put naar een netto-bron van koolstof, " hij zegt.

Zoetwater en riviergebonden voedingsstoffen, voornamelijk opgeloste organische koolstof, worden getransporteerd naar kustestuaria en lagunes die op het grensvlak land-zee liggen, hij legt uit. Veldmetingen van rivierafvoer en andere hydrologische cycluselementen in deze regio zijn schaars, wat een modelleringsaanpak vereist om de land-oceaanstromen en hun veranderende karakter te kwantificeren. Details van dit onderzoek naar Arctische stroomgebieden tussen Utqiagvik (voorheen Barrow) en net ten westen van de Mackenzie-rivier in de periode 1981-2010 staan ​​in de huidige uitgave van het open access-tijdschrift, De cryosfeer .

Rawlins legt uit, "Ons model omvat een ultramoderne simulatie van cycli van bevriezing en dooi in de bodem, waardoor we beter kunnen begrijpen hoe de dooi van permafrost de omvang en timing van hydrologische stromen beïnvloedt. Onze resultaten wijzen op grotere effecten van opwarming in de Brooks Range. , inclusief toenemende koude seizoen (november tot april) rivierafvoer en een groter aandeel van ondergrondse afvoer."

Verder, de veranderende terrestrische instroom kan de voedselwebstructuur in de lagunes beïnvloeden, hij voegt toe. "Lokale inheemse gemeenschappen zijn voor hun levensonderhoud afhankelijk van de vissen en andere hulpbronnen in het ecosysteem van de lagune. Meer dan 150 soorten trekvogels en watervogels worden ondersteund door de voedselwebben van de regio, en de lagunes zijn een rijke bron van vis voor inheemse gemeenschappen." kruiwagen, De jagers en bewoners van Nuiqsut en Kaktvik vertrouwen op de hoge productiviteit van de Beaufort Lagoon-systemen om de vis- en vogelpopulaties waarop ze leven te ondersteunen, benadrukt Rawlins.

In dit onderzoek, het Permafrost Water Balance Model werd gevalideerd tegen beschikbare metingen van rivierafvoer en water vastgehouden in het sneeuwpakket. Rawlins en collega's ontwikkelen modellen en maken gebruik van in-situ- en teledetectiemetingen om de stromen naar de Beaufort-lagunes beter te begrijpen en te voorspellen hoe permafrostdooi en intensivering van de watercyclus de dynamiek van lagune-ecosystemen in de toekomst zullen beïnvloeden.

De onderzoekers observeerden een significante toename van de afvoer in het koude seizoen, zoals 134% van het langetermijngemiddelde voor de noordhelling, en 215% in het stroomgebied van de Colville, bijvoorbeeld. Ze rapporteren een significante toename in de verhouding van ondergronds en totaal afspoeling voor de regio en voor 24 van de 42 studiebekkens, met de verandering die het meest voorkomt in de noordelijke uitlopers van de Brooks Range. Ze zagen ook een afname van de opslag van terrestrisch water, die zij toeschrijven aan verliezen in bodemijs die opwegen tegen de winst in de opslag van vloeibaar water in de bodem. De timing van de maximale lente-verset-ontlading, de stroom van smeltende sneeuw in de zee, is ook 4,5 dagen eerder verschoven.

De auteurs zeggen dat bevindingen gevolgen hebben voor water, koolstof- en nutriëntenkringloop in kustecosystemen en daarbuiten. North Slope-rivieren zijn een primaire bron van nieuwe organische voedingsstoffen voor de lagunes van de Beaufortzee, waarbij de helft van de jaarlijkse zoetwaterexport plaatsvindt in een periode van twee weken na het smelten van de sneeuw in het voorjaar. Naarmate het klimaat warmer wordt, koolstof die duizenden jaren in permafrostbodems is opgeslagen, ontdooit en wordt gemobiliseerd en overgebracht naar riviersystemen, waarvan sommige in de atmosfeer worden uitgestoten als kooldioxide en methaan, opwarming versnellen.