دانشمندان روش جدیدی را برای اندازه گیری میزان ذخیره آب در برف کوهستانی ایجاد کرده اند که به طور بالقوه به مدیران آب و مدل سازان آب و هوا کمک می کند تا جریان های آینده را بهتر تخمین بزنند.
به گفته آنها، تأثیر تغییر اقلیم بر بارش و دما، تغییرپذیری برف کوهستانی را افزایش داده است کریستینا آراگون، دانشجوی دکترای مهندسی منابع آب در دانشگاه ایالتی اورگان. “این نوع ما را به تعجب واداشت، آیا می‌تواند معیار جدیدی برای کمک به ثبت این تنوع وجود داشته باشد؟”
او گفت که معیارهای موجود، داده های زمانی را ارزیابی می کنند، مانند تعداد روزهای برفی در یک فصل یا تاریخ هایی که برف می رسد و ناپدید می شود. از طرف دیگر، آنها میزان برف را در یک روز معین در یک مکان خاص اندازه می‌گیرند. معیار جدید این دو را ترکیب می کند.
آراگون و دانشمند منابع آب دیوید هیلهمچنین از دانشگاه ایالتی اورگان، متریک می نامیم ذخیره آب برف و آن را در هیدرولوژی و علوم سیستم زمین. این بر اساس متریک معادل آب برف است، یک اندازه گیری معمول استفاده می شود که نشان می دهد با در نظر گرفتن عمق و چگالی برف، اگر برف موجود در یک منظره ذوب شود، چقدر عمق یک توده آبی خواهد بود. معادل آب برف برای یک مکان معین در یک زمان معین محاسبه می شود و به طور مداوم پایش می شود.
ذخیره آب برف ناحیه زیر منحنی معادل آب برف حاصل را یکپارچه می کند. آراگون گفت: “این به شما می گوید که چه مقدار آب برف در حال ذخیره شده است، و همچنین شامل مدت زمانی است که برف روی چشم انداز بوده است.” کاربر می تواند مکان های مختلف را برای یک دوره خاص مقایسه کند یا ببیند پوشش برف برای یک روز معین در طول سال ها چگونه تغییر کرده است.
بهبود پیش بینی ها
او توضیح داد که مدیران آب از لحاظ تاریخی تصور می کردند که 1 آوریل اوج سالانه بارش برف است. آنها از عمق برف و اندازه‌گیری‌های دیگر از آن تاریخ استفاده می‌کنند تا پیش‌بینی کنند چه مقدار رواناب ذوب در فصول آینده انتظار می‌رود. اما به گفته آراگون، در طول فصلی که قرار است برف جمع شود، گاهی اوقات دمای هوا به اندازه ای افزایش می یابد که باعث شروع آب شدن برف می شود. او افزود که این رویدادهای گرمایش زمستانی بیشتر می شود و گاهی اوقات فصل برف زودتر از حد انتظار به پایان می رسد.
آراگون گفت، از آنجایی که ذخیره آب برف در طول زمان یکپارچه می شود، سنج می تواند بسته برف را در هر نقطه، حتی پس از ذوب شدن تخمین بزند.
هیدرولوژیست و دانشمند جوی دانشگاه آریزونا ژوبین زنگکه در توسعه این متریک دخالتی نداشت، گفت که این ابزار مفیدی برای ابزارهای موجود خواهد بود.
مزیت این است که اساساً میانگین معادل آب برف را در یک دوره زمانی معین نشان می دهد.
او گفت: “مزیت این است که اساساً میانگین معادل آب برف را در یک دوره زمانی معین نشان می دهد.” Zeng گفت که ردیابی ذخیره آب برف می تواند به مدیران آب کمک کند تا از تغییرات ناشی از افزایش تنوع در بسته برف جلوگیری کنند.
Zeng گفت: “اگر همه این تغییرات غیرمعمول را در طول فصل داشته باشید، استفاده از تنها یک معادل اوج برف نمی تواند همه تغییرات را ثبت کند.” اما اگر از معادل یکپارچه آب برف استفاده کنید، نمایش واقعی تری از میانگین بسته برف ارائه می دهید.
Zeng خاطرنشان کرد که معرفی اصطلاح “ذخیره آب برف” ممکن است مزیت دیگری داشته باشد که به عموم مردم درک بهتری از آنچه اندازه گیری می شود، داشته باشد. «ما با استفاده از اصطلاح «معادل آب برف» برای عموم مشکل داشتیم. آنها فقط در مفهوم سازی آن مشکل دارند.
هم آراگون و هم Zeng گفتند که کاربردهای بالقوه‌ای برای این معیار در جامعه مدل‌سازی و برای مدیران آب می‌بینند.
آراگون گفت: «ما در واقع از آن برای کالیبره کردن مدل‌ها استفاده کردیم، به‌ویژه مدلی که محققان از آن برای شبیه‌سازی چگونگی تکامل برف در طول زمان استفاده می‌کنند. آراگون و همکارانش اندازه‌گیری‌های میدانی را با ذخیره‌سازی آب برف تولید شده توسط این مدل مقایسه کردند تا تعیین کنند که آیا این مدل به طور دقیق میزان آب ذخیره‌شده در بسته برف را ثبت می‌کند یا خیر.
کاهش پوشش برف
آراگون و هیل متریک خود را بر روی مجموعه داده های منطقه کوهستانی که از چندین آژانس فدرال و دانشگاه آریزونا جمع آوری کرده بودند، توسعه دادند و آزمایش کردند.
آراگون گفت، بخش هایی از آبشارها در شمال غربی اقیانوس آرام شاهد کاهش “بسیار چشمگیر” در ذخیره آب برف هستند، تا حدی به این دلیل که درصد بیشتری از بارش به جای برف به صورت باران می بارد. تغییرات در چشم انداز نیز بر برف تاثیر می گذارد.
“این یک معیار واقعا فوق العاده برای تماشا است.”
او گفت: “یک آتش سوزی باعث ایجاد یک دسته کامل از حلقه های بازخورد می شود.” آتش سوزی عظیم جنگل های مخروطیان، ساقه های سیاه زغالی را جایگزین سایبان خورشید می کند. این می تواند به معنای رسیدن برف بیشتر به زمین باشد. اما به گفته او، احتمالاً به دلیل قرار گرفتن در معرض نور خورشید سریعتر ذوب می شود. یک منطقه تازه ثبت شده ممکن است تغییرات مشابهی را مشاهده کند.
آراگون گفت که امیدوار است مدیران آبی که تلاش می کنند عملکرد مخزن برف را در طول سال آبی نظارت کنند، این متریک را به ابزارهای موجود اضافه کنند.
او گفت: “ما دوست داریم که این کار را اجرا کنیم، به ویژه در مکان هایی مانند اورگان، واشنگتن، جایی که شاهد تغییرات چشمگیر در برف و توانایی ما برای عملکرد به عنوان مخزن هستیم.” “این یک معیار واقعا فوق العاده برای تماشا است.”
– امی مایر (@AmyHMayer)، نویسنده علم