Wetenschap
Onderzoekers duiken diep in hoeveel water er in sneeuw is opgeslagen
Een zwaar pak sneeuw is leuk voor skiërs en sleeërs, en het fungeert ook als een opslagtank in de open lucht die wegsmelt om tijdens droge maanden water te leveren voor drinkwater, irrigatie en andere doeleinden.
Maar hoeveel water wordt er precies vastgehouden in snowpacks, en voor hoe lang?
Deze informatie, die van cruciaal belang is voor waterbeheerders over de hele wereld, heeft nieuwe helderheid gekregen dankzij een nieuwe, meer holistische berekeningstechniek, ontwikkeld door onderzoekers van het Oregon State University College of Engineering.
"Waterbeheerders hebben de neiging om een portfolio van infrastructuuropties te overwegen - oppervlaktewaterreservoirs, grondwateraanvullingsprogramma's, enz. - om het aanbod op de vraag af te stemmen", zegt David Hill van OSU. "Een beter begrip van hoeveel water er in de sneeuw zit, zou hen in staat moeten stellen langetermijnplanningsbeslissingen te nemen over hoe ze die portefeuille kunnen aanpassen."
In het onderzoek van Hill, hoogleraar civiele techniek, en promovendus Christina Aragon werd gekeken naar bijna vier decennia aan snowpack-gegevens. Via hun nieuwe maatstaf, die ze sneeuwwateropslag noemen, hebben ze een daling van 22% vastgesteld in de hoeveelheid water die jaarlijks wordt vastgehouden in de bergsneeuwpakketten van de onderste 48 staten.
"In tegenstelling tot andere veelgebruikte meetgegevens die sneeuwvariabelen op een enkel tijdstip vastleggen, zoals het maximale sneeuwwaterequivalent, of sneeuwkarakteristieken beschrijven in termen van tijd, zoals de lengte van het sneeuwseizoen, is sneeuwwateropslag toepasbaar op talloze tijd- en ruimteschalen ”, zei Heuvel. "Het is eigenlijk gewoon een cumulatief bedrag, geen maximumwaarde; het is alsof je het aantal kilometers optelt dat je in een bepaald jaar rijdt, in plaats van alleen maar te denken aan de 500 die je op een dag hebt afgelegd tijdens je roadtrip."
Naast de introductie van een beter hulpmiddel om te meten hoeveel water er in de loop van de tijd in snowpacks zit, zijn de bevindingen belangrijk vanwege wat de nieuwe metriek onthulde over snowpacks in de bergen, die een buitenmaatse rol spelen in de wateropslag van het land.
Hill en Aragon merken op dat van al het water dat in de vorm van sneeuw is opgeslagen in de onderste 48, 72% daarvan zich in de bergen bevindt, hoewel de bergen slechts 16% van de totale oppervlakte beslaan.
"Er zijn veel manieren om onze sneeuwvoorraden te beschrijven of te kwantificeren, maar sommige traditionele maatregelen, zoals het sneeuwpakket van 1 april, vertellen steeds vaker niet het volledige verhaal", zei Hill. "We presenteren een nieuwe manier om het wateropslagvermogen van sneeuw te beschrijven, die een dieper begrip toevoegt en meer toepasbaar is in gevallen waarin onze sneeuwval steeds meer met tussenpozen optreedt of, helaas, in regen verandert."
Het werk van de onderzoekers, gepresenteerd in een artikel gepubliceerd in Hydrology and Earth System Sciences , bouwt voort op een veelgebruikte meting die bekend staat als sneeuwwaterequivalent; zoals de naam al aangeeft, gaat het om de hoeveelheid water die er in een container achterblijft nadat de sneeuw die erin is gedaan, is gesmolten.
"Door rekening te houden met de hoeveelheid water die zich in het sneeuwpakket bevindt en de hoeveelheid tijd dat het water als sneeuw wordt opgeslagen, kunnen we de wateropslag in verschillende soorten sneeuwpakketten kwantificeren", zei Aragon. "Dit omvat aanhoudende sneeuwpakketten, zoals we die doorgaans op grote hoogte in de bergen hebben; voorbijgaande sneeuwpakketten, die doorgaans op lagere hoogten voorkomen; en sneeuwpakketten die overgaan van persistent naar voorbijgaand als gevolg van de opwarming van het klimaat."
Aragon voegt hieraan toe dat, omdat de meetwaarde voor sneeuwwateropslag kan worden toegepast op meerdere soorten sneeuwpakketten, deze steeds waardevoller kan worden voor het monitoren en voorspellen van watervoorraden "in een toekomst van toenemende klimaatvariabiliteit."
Hill wijst erop dat de afgelopen jaren in de lagere 48 een “feest- of hongersnoodcyclus van extremen hebben plaatsgevonden als het gaat om het waar en wanneer van onze sneeuw en regen.” En over het algemeen zijn de sneeuwlagen de afgelopen 10 tot 20 jaar aanzienlijk afgenomen.
"Dat is vooral van belang in plaatsen als Oregon, waar 15% van de totale jaarlijkse neerslag van de staat als sneeuw valt en ons sneeuwpakket als een reservoir functioneert", zei hij. "Het houdt de winterneerslag tegen en laat deze langzaam los in de lente en de vroege zomer. Dit is nuttig omdat op die momenten onze regenval het hele jaar door afneemt, maar de vraag naar water toeneemt."
Naarmate het klimaat warmer wordt en de sneeuwpakketten steeds variabeler worden – de winter van 2023-24 is een goed voorbeeld, zei Hill – helpt een metriek zoals de nieuwe die bij OSU is ontwikkeld, om het aspect van de reservoiropslag van de sneeuwpakketten op aarde objectiever te kwantificeren. /P>
Hij merkt op dat zowel op lokaal als op regionaal niveau gemeentelijke en agrarische gebruikers van water de vraag en het aanbod in evenwicht moeten brengen, en sneeuwopslag heeft een dramatische invloed op de timing van de aanbodzijde.
"Naarmate we vooruitgaan, en nu we van het verleden naar het heden zijn gegaan, is het relatief goede nieuws dat de jaarlijkse neerslaghoeveelheden doorgaans niet zo dramatisch veranderen", zei hij. "Veranderende temperaturen hebben echter een grote invloed op de sneeuwopslag en daarmee op de timing van de beschikbaarheid van water."