In de zomer van 2019, Desert Research Institute (DRI) wetenschapper Rosemary Carroll, doctoraat, wachtte op de komst van de Noord-Amerikaanse moesson, die normaal gesproken een noodzakelijke dosis zomervocht naar het gebied brengt waar ze in Crested Butte woont, Colo. - maar voor het vierde jaar op rij, de regens kwamen nooit echt.

"2019 had gewoon een verschrikkelijke moesson, ' zei Carroll. 'Alleen de zwakste moesson. En daarvoor hadden we een paar jaar zwakke moessons gehad, waardoor ik me echt afvroeg, hoe belangrijk is de stroom van de moesson tot de late zomer hier in het stroomgebied van de Upper Colorado River? En hoe beïnvloeden moessons de stroom van het volgende jaar?"

In samenwerking met collega's David Gochis, doctoraat, van het National Center for Atmospheric Research en Kenneth Williams, doctoraat, van het Lawrence Berkeley National Laboratory, Carroll ging op zoek naar het belang van moessonregens bij het genereren van stroomstromen in een bovenloopgebied van de Colorado-rivier.

De bevindingen van het team, die zijn gepubliceerd in een nieuw artikel in Geofysische onderzoeksbrieven , wijzen zowel op het belang van moessonregens voor het in stand houden van de watervoorziening van de Upper Colorado River als op het afnemende vermogen van de moesson om de zomerstroom aan te vullen in een warmere toekomst met minder sneeuwophoping.

Hun studie richt zich op het stroomgebied van de East River, een ongerepte, grote hoogte, door sneeuw gedomineerd bovenloopgebied van de Colorado-rivier en onderdeel van het Watershed Function Scientific Focus Area (SFA)-programma dat onderzoekt hoe verstoringen in bergsystemen, zoals overstromingen, droogte, veranderende sneeuwlaag en eerdere sneeuwsmelt - invloed op de stroomafwaartse levering van water, voedingsstoffen, koolstof, en metalen.

Met behulp van een hydrologisch model en tientallen jaren aan klimaatgegevens van het stroomgebied van de East River, Carroll en haar collega's ontdekten dat moessonregens normaal gesproken ongeveer 18 procent van het water in het bassin leveren en ongeveer 10 procent van de jaarlijkse stroomstroom produceren. met stroom die voornamelijk in de hogere delen van het bassin wordt gegenereerd.

"De hoeveelheid stroom die wordt geproduceerd door moessons, hoewel niet geografisch uitgebreid, is eigenlijk een beetje substantieel, " zei Carroll. "Het was groter dan ik dacht dat het zou zijn. Dat betekent niet dat al dat water in een reservoir komt - een deel wordt waarschijnlijk gebruikt door oevervegetatie of irrigatie, maar het voorziet nog steeds in een behoefte in het bassin."

Volgende, het team onderzocht het vermogen van deze zomerregens om stroom te produceren tijdens koele jaren met veel sneeuwophoping, en tijdens warme jaren met minder sneeuwophoping. Tijdens koele jaren met meer sneeuw, het bodemvochtgehalte was hoger in de zomer, en grotere stroom werd gegenereerd door de moessonregens. Tijdens warmere jaren met een laag sneeuwdek, droge bodems absorbeerden veel van de moessonregens, en minder afvoer bereikte de stromen.

"Je kunt de bodemzone zien als een spons die moet worden gevuld voordat er water doorheen kan stromen, ' zei Carroll. 'Dus, als het al op is omdat je een laag sneeuwdek had, de moesson moet hem dan weer opvullen, en dat vermindert de hoeveelheid water die je daadwerkelijk in de rivier krijgt."

Naarmate het klimaat warmer wordt, snowpack in de Rocky Mountains en andere bergsystemen zal naar verwachting afnemen, waardoor de stroomafname afneemt. Stijgende temperaturen leiden ook tot een verhoogde bodemverdamping en een verhoogd watergebruik door planten. Volgens de resultaten van de studie van Carroll, deze veranderingen zullen het vermogen van water uit de moesson om als stroom naar de rivier te komen, verminderen.

"Onze resultaten geven aan dat naarmate we naar een warmer klimaat gaan en onze sneeuwlaag afneemt, het vermogen van moessonregen om deze verliezen in de stroming op te vangen, zal ook afnemen, ' zei Carroll. 'Dus, de moesson is geen wondermiddel dat die veranderingen zal helpen verzachten."

De Colorado-rivier is een uiterst belangrijke hulpbron voor mensen die in Zuid-Nevada wonen, waar het goed is voor ongeveer 90 procent van de watervoorziening. Hoewel de afvoer van de wintersneeuw een veel groter deel van de stroomstroom per jaar oplevert dan de moessons, het moessonvocht is belangrijk voor zowel ecosystemen als mensen, deels omdat het in een andere tijd van het jaar aankomt. En in een systeem als de Colorado-rivier, waar elke druppel water wordt toegewezen, als de moessonregens niet komen, het creëert ergens stroomafwaarts een tekort.

"Wat de watervoorraden betreft, als moessonregens nuttig zijn en bijdragen aan de stroming in het late seizoen, dan heeft het verlies van dat water uiteraard gevolgen voor de ecologie van deze systemen, " zei Carroll. "Dit water is echt belangrijk bij het ondersteunen van de aquatische habitat daar. Maar het is ook heel belangrijk voor menselijk gebruik. Als er geen hoeveelheid water is waar we op vertrouwen, dan moet er iets gebeuren. De Upper Basin zal moeten nadenken over hoe ze hun water gaan beheren om aan die stroomafwaartse verplichtingen te voldoen."