Понедельник, 4 марта, 2024
ДомойЗемляСокращение снежного покрова: тревожные тенденции, выявленные в ходе 40-летнего исследования климата

Сокращение снежного покрова: тревожные тенденции, выявленные в ходе 40-летнего исследования климата

- Advertisement -

Последние зимы продемонстрировали противоречивые признаки изменения климата: как резкую нехватку снега, так и сильные метели. Исследование в Дартмуте проясняет это, показывая значительное сокращение снежных покровов в Северном полушарии за последние 40 лет из-за изменения климата, вызванного деятельностью человека. Эта потеря ставит под угрозу водоснабжение и экономику, зависящую от зимы. Результаты исследования, основанные на анализе данных о температуре и осадках, показывают, что многие регионы приближаются к «обрыву таяния снега», что требует немедленной адаптации стратегий управления водными ресурсами.

Исследование показывает, что в регионах Северного полушария, наиболее зависящих от снега в качестве источника воды, наблюдается самый резкий спад.

Снег представляет собой противоречивый сигнал для интерпретации изменения климата. В течение многих последних зим, включая эту, уменьшение количества снегопадов в декабре, казалось, сигнализировало о нашем будущем в условиях глобального потепления. Это очевидно на территории от Орегона до Нью-Гэмпшира, где вершины были скорее коричневыми, чем белыми, а также на юго-западе Америки, где наблюдается значительная снежная засуха.

С другой стороны, рекордные метели, подобные тем, которые произошли в начале 2023 года, которые похоронили горные поселения Калифорнии, пополнили пересохшие водоемы и выпали 11 футов снега на севере Аризоны, бросают вызов нашим представлениям о жизни на теплеющей планете.

Аналогичным образом, научные данные наземных наблюдений, спутников и климатических моделей не сходятся во мнении относительно того, приводит ли глобальное потепление к постоянному разрушению снежных покровов, которые накапливаются в высокогорных горах, что усложняет усилия по управлению нехваткой воды, которая может возникнуть во многих населенных пунктах.

Влияние антропогенного изменения климата на весенние снежные покровы в водоразделах Северной Америки за десятилетие с 1981 по 2020 год с обозначением речных бассейнов. На юго-западе и северо-востоке США наблюдалось одно из самых резких сокращений в полушарии: за десятилетие терялось более 10% весеннего снежного покрова. Эти потери подвергают миллионы людей на американском Западе риску водного кризиса, а также угрожают местной экономике в таких регионах, как Северо-Восток, которые зависят от зимнего отдыха. Фото: Джастин Мэнкин и Алекс Готлиб/Дартмут

Теперь новое исследование в Дартмуте устраняет неопределенность в этих наблюдениях и предоставляет доказательства того, что сезонные снежные покровы на большей части Северного полушария действительно значительно сократились за последние 40 лет из-за изменения климата, вызванного деятельностью человека. Самое резкое сокращение снежного покрова, связанное с глобальным потеплением, — от 10% до 20% за десятилетие — наблюдается на юго-западе и северо-востоке США, а также в Центральной и Восточной Европе.

Водный кризис и экономические последствия

Исследователи сообщают в журнале Природа что масштабы и скорость этих потерь потенциально ставят сотни миллионов людей в Северной Америке, Европе и Азии, которые зависят от снега как источника воды, на грань кризиса, который продолжающееся потепление будет усиливаться.

«Нас больше всего беспокоило то, как потепление влияет на количество воды, хранящейся в снеге. Утрата этого резервуара является самым непосредственным и мощным риском, который изменение климата представляет для общества с точки зрения уменьшения и накопления снегопадов», — сказал первый автор Александр Готлиб, доктор философии. студент аспирантуры по экологии, эволюции, окружающей среде и обществу в Дартмуте.

«Наша работа определяет водоразделы, на которых исторически наблюдалась потеря снега, и те, которые будут наиболее уязвимы к быстрому таянию снежного покрова при дальнейшем потеплении», — сказал Готлиб. «Поезд отправился со станции в такие регионы, как юго-запад и северо-восток США. Мы ожидаем, что к концу 21-го века эти места будут практически полностью освобождены от снега к концу марта. Мы идем по этому пути и не особенно хорошо адаптированы к нехватке воды».

Водная безопасность – это лишь один из аспектов потери снега, говорит Джастин Мэнкин, доцент кафедры географии и старший автор статьи.

Влияние антропогенного глобального потепления на весенние снежные покровы в водоразделах Северного полушария в период 1981-2020 годов в процентах изменений за десятилетие. Красный цвет указывает на снижение, а синий — на увеличение. Количество снежных покровов во многих водоразделах крайнего севера увеличилось, поскольку изменение климата привело к увеличению количества осадков, которые выпадали в виде снега. Но наибольшие потери понесли водоразделы нижних широт, обеспечивающие водой и экономической выгодой северные населенные пункты. Фото: Джастин Мэнкин и Алекс Готлиб/Дартмут

Водоразделы Гудзона, Саскуэханны, Делавэра, Коннектикута и Мерримака на северо-востоке США, где нехватка воды не так остра, пережили одно из самых резких сокращений снежного покрова. Но эти тяжелые потери угрожают экономике таких штатов, как Вермонт, Нью-Йорк и Нью-Гэмпшир, которые зависят от зимнего отдыха, говорит Мэнкин: даже снег, созданный машиной, имеет температурный порог, к которому быстро приближаются многие районы.

«Рекреационные последствия являются символом того, как глобальное потепление непропорционально влияет на наиболее уязвимые сообщества», — сказал Мэнкин. «Горнолыжные курорты на более низких высотах и ​​в более низких широтах уже столкнулись с потерей снега из года в год. Это только ускорится, сделав бизнес-модель нежизнеспособной».

«Вероятно, мы увидим дальнейшую консолидацию горнолыжного спорта в крупных, хорошо обеспеченных ресурсами курортах за счет малых и средних горнолыжных курортов, которые имеют столь важные местные экономические и культурные ценности. Это будет потеря, которая отразится на обществе», — сказал он.

Методология и результаты исследования

В своем исследовании Готлиб и Манкин сосредоточили внимание на том, как влияние глобального потепления на температуру и количество осадков привело к изменению снежного покрова в 169 речных бассейнах Северного полушария с 1981 по 2020 год. Потеря снежного покрова потенциально означает меньше талой воды весной для рек, ручьев и рек. почвы ниже по течению, когда экосистемы и люди требуют воды.

Готлиб и Мэнкин запрограммировали модель машинного обучения для изучения тысяч наблюдений и экспериментов с климатическими моделями, в которых были собраны данные о снежном покрове, температуре, осадках и стоке для водоразделов Северного полушария.

Это не только позволило им определить, где произошли потери снежного покрова из-за потепления, но также дало им возможность изучить противодействующее влияние вызванных климатом изменений температуры и осадков, которые соответственно уменьшают и увеличивают толщину снежного покрова.

Исследователи выявили неопределенности, которые разделяли модели и наблюдения, чтобы они могли сосредоточиться на том, что ученые ранее упускали из виду при оценке влияния изменения климата на снег. А Исследование Готлиба и Мэнкина 2021 года аналогичным образом использовали неопределенности в том, как ученые измеряют высоту снежного покрова и определяют снежную засуху, чтобы улучшить прогнозы доступности воды.

По словам Мэнкина, снег приносит неопределенность, которая маскирует последствия глобального потепления. «Люди предполагают, что снег легко измерить, что его количество просто уменьшается с потеплением и что его потеря приводит к одинаковым последствиям повсюду. Ничто из этого не так», — сказал Манкин.

«Наблюдения за снегом сложны в региональных масштабах, наиболее важных для оценки водной безопасности», — сказал Манкин. «Снег очень чувствителен к внутризимним колебаниям температуры и осадков, и риски потери снега в Новой Англии не такие же, как на юго-западе, или для деревни в Альпах, как в высокогорной Азии».

Региональные различия и «снежный обрыв»

Готлиб и Мэнкин фактически обнаружили, что 80% снежных покровов Северного полушария, которые находятся в его крайне северных и высокогорных районах, понесли минимальные потери. Снежные покровы фактически расширились на обширных территориях Аляски, Канады и Центральной Азии, поскольку изменение климата увеличило количество осадков, выпадающих в виде снега в этих холодных регионах.

Но оставшиеся 20% снежного покрова, который существует вокруг многих крупных населенных пунктов полушария и обеспечивает их водой, уменьшились. С 1981 года документально подтвержденное уменьшение снежного покрова в этих регионах было в значительной степени противоречивым из-за неопределенности наблюдений и естественных изменений климата.

Но Готлиб и Мэнкин обнаружили, что устойчивая тенденция ежегодного снижения накопления снега возникает быстро и приводит к тому, что населенные пункты внезапно и хронически испытывают нехватку новых запасов воды в результате таяния снегов.

Многие заснеженные водоразделы сейчас находятся в опасной близости от температурного порога, который Готлиб и Мэнкин называют «скалом потери снега». Это означает, что по мере того, как средние зимние температуры в водоразделе превышают 17 градусов, Фаренгейт (минус 8 градусов Цельсия), потеря снега ускоряется даже при незначительном повышении местных средних температур.

По словам Мэнкина, во многих густонаселенных водоразделах, водоснабжение которых зависит от снега, в течение следующих нескольких десятилетий потери будут увеличиваться.

«Это означает, что водохозяйственники, которые полагаются на таяние снегов, не могут дождаться, пока все наблюдения придут к единому мнению относительно потери снега, прежде чем готовиться к постоянным изменениям в водоснабжении. К тому времени будет уже слишком поздно», — сказал он. «Как только тазик упал с обрыва, речь уже не идет о краткосрочной чрезвычайной ситуации до следующего большого снегопада. Вместо этого они будут адаптироваться к постоянным изменениям в доступности воды».

Ссылка: «Свидетельства человеческого влияния на потерю снега в Северном полушарии», Александр Р. Готлиб и Джастин С. Мэнкин, 10 января 2024 г., Природа.
DOI: 10.1038/s41586-023-06794-y

Исследование финансировалось Министерством энергетики США и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме