Заснеженные горы не только живописны - они также служат естественным хранилищем воды, создавая резервуары замерзшей воды, которая медленно тает в водосборных бассейнах в течение весенних и летних месяцев. Большая часть западной части США полагается на этот процесс для обновления и поддержания запасов пресной воды, и новое исследование подчеркивает влияние экстремальных погодных условий на этот годовой цикл.

В исследовании, опубликованном 5 января в журнале Environmental Research Letters, ученые DRI изучают роль весенних волн тепла на скорость таяния горных снежников на Западе. Они обнаружили, что в апреле 2021 года рекордные темпы таяния снега наблюдались в 24% всех пунктов мониторинга горных снежников в регионе, что еще больше усугубило последствия продолжительной засухи. Быстрое таяние снега увеличивает время опустошения наших естественных резервуаров снежного покрова, когда эта вода больше всего необходима в конце теплого сезона.

"Одна вещь, которая бросалась в глаза, - это пространственная картина", - говорит Дэниел МакЭвой, доктор философии, климатолог DRI и соавтор нового исследования. "Это был не просто один горный хребет или одна часть Запада - рекорды таяния снега были зарегистрированы по всей западной части США, во всех 11 штатах".

Изучив данные со станций мониторинга горных снежников, исследователи обнаружили, что в период с 1 апреля по 1 мая рекордно высокие температуры вызвали резкое сокращение снежного покрова. Хотя рекордные показатели таяния снега наблюдались в течение всего апреля, выделяются две волны тепла. В первую неделю апреля максимальные температуры были выше средних на 4-6 градусов Цельсия, что привело к наиболее масштабному рекордному таянию снега в Скалистых горах. Другая волна тепла на третьей неделе апреля наблюдалась на Тихоокеанском Северо-Западе, где максимальные температуры были на 5-8 градусов Цельсия выше средних, в основном в Каскадном хребте.

"Летние тепловые волны изучаются очень широко, но люди не так часто беспокоятся о весенних тепловых волнах, потому что фактические температуры воздуха обычно не приводят к последствиям для здоровья человека", - говорит МакЭвой. "Но в то же время, они создают эти гидрологические и климатологические экстремальные воздействия".

Несколько факторов способствовали быстрому таянию снега весной 2021 года. Помимо рекордно высоких максимальных температур, рекордно высокие минимальные температуры препятствовали повторному замерзанию снежников ночью, а ясное солнечное небо подвергало снег воздействию тающей энергии солнечных лучей. Продолжающаяся засуха, широко распространенная уже в конце 2020 года, также привела к пересыханию почв, которые поглотили большее количество весеннего таяния снега в 2021 году, прежде чем он успел стечь в ручьи и водохранилища или пополнить запасы грунтовых вод.

"Что действительно побудило меня провести это исследование, так это то, что в мае и июне 2021 года я постоянно слышал от других климатологов, метеорологов, гидрологов и даже лыжников, что "снег в этом году действительно быстро сошел с гор", - говорит МакЭвой. "Я слышал это снова и снова".

Хотя многие снежные запасы на Западе были ниже среднего уровня из-за низкого количества зимних снегопадов, менеджеры по водным ресурсам не смогли спрогнозировать усугубляющее воздействие быстрого весеннего таяния снега на запасы воды. Поскольку уровень водохранилищ был ниже ожидаемого, исходя из прогнозов по снежному покрову на начало сезона, меньше воды поступало к потребителям, расположенным ниже по течению. Снижение доступности воды также повлияло на производство гидроэлектроэнергии, что осложнило обеспечение энергией во время летних и осенних тепловых волн. К концу лета 2021 года 76% территории Запада находилось в состоянии сильной засухи, согласно данным Монитора засухи США.

"Это было одно из нескольких экстремальных климатических явлений в течение того года", - говорит МакЭвой о тепловой волне весной 2021 года. "Был целый комплекс климатических экстремальных явлений, которые способствовали быстрому расширению и усилению засухи на западе США в конце весны и летом".

Исследователи говорят, что эти весенние волны тепла соответствуют долгосрочной тенденции весеннего потепления на Западе, и что из-за этого 1 апреля больше не может быть надежным ориентиром для оценки уровня снежных пакетов и их сезонного вклада в западные запасы воды. 2021 год также был активным сезоном лесных пожаров в Калифорнии и на Тихоокеанском Северо-Западе, что согласуется с предыдущими исследованиями, связывающими уменьшение снежного покрова в горах и весенние волны тепла с увеличением потенциала лесных пожаров.

МакЭвой говорит, что в будущих исследованиях будут изучены последствия и частота весенних волн тепла, а также способы их прогнозирования на основе изучения моделей глобальной атмосферной циркуляции, таких как те, которые вызывают Ла-Нинья.

"Понимание предсказуемости этих типов снеготаяния будет полезно как для раннего предупреждения засухи, так и для управления водными ресурсами", - говорит МакЭвой.