今年的快速融化表明,好的积雪并不一定能转化为完整的储层。
科罗拉多州的狄龙水库,附近的洛夫兰山口的径流汇入科罗拉多河。
科罗拉多州的洛夫兰德帕斯(LOVELAND PASS)-在大陆分界线上12,000英尺处,仅留下了冬季积雪的痕迹,零散的白色斑块尚未融化,并为50英里外的科罗拉多河上游供食。
这在6月中旬在落基山脉很正常。今年不寻常的是下雪的速度。随之而来的是西南干旱一年的希望。
“我们有一个非常温暖的春天,”美国地质调查局的水文学家格雷厄姆·塞斯通说。“今年的一切都融化了。”
在过去的二十多年中,西南地区一直陷于干旱之中。由于气候变化而变得更热,更干燥的气候如此持久,以至于一些研究人员说该地区现在陷入了大旱灾,就像研究过去气候的科学家所说的那样,在过去的1200年中持续了40年。或更长。
对于西南地区来说,哪怕是一个干旱季节都是一个坏消息,那里的农业,工业和数百万人依靠该地区的两条主要河流科罗拉多河和格兰德河及其支流来获取大量水。干燥的条件还会使农作物枯萎,损害牲畜并加剧野火。
但是,当气候的自然多变性导致连续数年出现“好”(意为潮湿)时,干旱甚至是长期干旱最终结束。因此,在去年春季相对凉爽和潮湿之后,在秋季和冬季出现了像样的积雪之后,人们乐观地认为,随着西南长期干旱开始消退的那一年,2020年可能会被人们铭记。
但是随后是四月和五月,这是温暖干燥的,导致迅速融化和径流。
Sexstone博士说,通常情况下,该地区仪表上的水流测量值将缓慢上升至峰值,然后随着季节的进行逐渐下降。
他说:“今年似乎达到顶峰,然后暴跌。”
科罗拉多州立大学的干旱专家,州气候助理研究员贝基·波林格(Becky Bolinger)说,春末缺乏新雪影响了融化速度。当雪暴露在阳光下时,它会变暖并接近熔点。如果有新雪落下,则会降低温度,使过程停顿。但是由于没有新的积雪,融化仍在继续。
她说:“当您在春季初打开暖气并完全关闭积雪时,雪堆就会以极快的速度融化。”
再加上极度干燥的土壤和口渴的植被,其结果是,像Loveland Pass这样的地方融雪较少,最终落在了科罗拉多州,最后流到了沿河的水库中,例如犹他州的鲍威尔湖,亚利桑那州边界。
伯林格博士说:“径流没有应有的高 ,因此水流很挣扎。”
研究水文学家格雷厄姆·塞斯通(Graham Sexstone)挖了一个雪坑,以记录六月的测量数据。
美国新墨西哥州地质调查局的水文学家Shaleene B. Chavarria说,早期,积雪迅速融化在里约格兰德盆地很普遍。位于更南端,比科罗拉多盆地的大部分地区更热,更干旱。
查瓦里亚女士说:“我们已经有好几年的积雪了。” “但是尽管经历了那些美好的时光,但水流却非常低。”
不仅大陆分界线以西的盆地遭受了严重的干旱,而且变暖加剧了干旱。5月发表的一项关于该国最大的流域密苏里州的研究表明,在过去的几十年中,变暖影响了径流,并加剧了干旱的严重程度,该地区最终在洛夫兰德山口的东侧融雪。包括从2000年到2010年的其中一项。
根据几个联邦机构和内布拉斯加大学的项目-美国干旱监测报告,在今年春天西南地区初融之后,6月份该地区大部分地区持续炎热干燥。
监测组在最新分析中报告说,科罗拉多州的南半部,新墨西哥州的北部和东部,亚利桑那州的北部以及几乎所有的犹他州都处于中度至极端干旱,缺水程度不同,对作物和牧场的破坏程度也不同。美国国家海洋和大气管理局在最近的气候预测中表示,干旱可能持续到整个夏天。
拉蒙特-多尔蒂地球天文台的生物气候学家帕克·威廉姆斯(Park Williams)是四月份发表的一项研究的首席研究员,该研究发现,自2000年以来,西南地区的状况与自公元800年以来的几次特大干旱相当。它说,人类排放引起的全球变暖温室气体的主要贡献是将原本适度的干旱转变为“新兴大干旱”。
在科罗拉多州的Loveland Pass附近。
威廉姆斯博士说,在研究发表之时,可能是潮湿的五月会“拯救2020年”,也许是干旱结束的开始。
他说:“但这在西南地区没有发生。” “看起来更像是一样。”
干旱可能很复杂,不仅与高温和缺乏降水有关,还与湿度,风和云层等因素有关。重要的是土壤水分和水分从地表和植被叶子的蒸发,这是一种蒸腾作用。
积雪上的灰尘会吸收阳光并变暖,从而加速融化,从而产生影响。升华作用也很重要,升华作用是使固体(雪)绕过液相(水)直接变成气体(水蒸气)。
但是科学家们仍在学习这些各种因素如何相互作用,以及每个因素的相对重要性。在某些情况下,几乎没有要分析的数据,并且许多研究都依赖于计算机模型。
例如,尽管像西南地区那样可能会严重影响径流,但是对土壤水分的直接测量相对较少。
博林格博士说,去年秋天土壤已经非常干燥,因为亚利桑那州,新墨西哥州和科罗拉多州南部的年度夏末降雨基本上没有实现。
随着冬天的来临,土壤结冰,保持干燥,而积雪却堆积在上面。博林格博士说,然后,一旦雪开始融化,就必须首先补充土壤。
Sexstone博士为更好地了解积雪所做的工作是地质调查中更广泛的工作的一部分,该工作旨在更准确地定量和预测径流,因为在一个变暖和干旱多发的世界中,供水的不确定性不断增加。
在Loveland Pass,他周围散落着少量的雪,他展示了一种用于研究积雪的基本技术。他从背包里拿出一把铁锹,在一片积雪中挖了一个坑,直到坚固的地面。在这种情况下,矿坑只有3英尺深,但是在山区的仲冬,它们可以达到15英尺。
格雷厄姆·塞斯通在雪坑里工作。
然后,塞克斯通(Sexstone)博士在坑的侧面插入了不同高度的温度计,然后使用勺子和磅秤在各个高度上采集了雪的样本。通过称重每个样品,他可以确定其密度以及融化后会产生多少水。
去年冬天,作为下一代水观测系统项目的开发工作的一部分,塞克斯通(Sexstone)博士正在挖雪坑,以更好地测量上科罗拉多盆地周围地区的积雪和溪流,并通过建模来改善整个盆地的评估径流。
“我们正在研究流域内的更严格的监测,”地质调查局科罗拉多水科学中心负责该项目的Suzanne Paschke说。预计明年开始安装先进的传感器以测量雪和其他特征,例如土壤湿度。
当前大多数降雪量来自于1960年代首次建立的名为Snotel的网络。现在,它包括西部数百个地点。
Sexstone博士说,虽然Snotel网络提供了有关雪深和积雪量的宝贵数据,但这些站点全都在树线以下,并且在对影响积雪的因素知之甚少的情况下开发了该系统。
Sexstone博士说:“在开发此网络时,他们希望找到不受风等所有其他因素影响的站点。” 此后,科学家意识到积雪和径流要复杂得多。
他说:“好吧,我们如何考虑所有其他这些东西?”