В то время как это снижение вел частично переход от необычно влажного периода до необычно сухого периода, возрастающие температуры углубили тенденцию, сказали исследователи.Исследование рисует подробную картину того, как температура затронула отношение последнего тура – количество снега и льется дождем, это на самом деле превращает его в реку – со временем, и результаты могли помочь улучшить прогнозы водоснабжения для Рио-Гранде, которая является источником воды приблизительно для 5 миллионов человек.Результаты исследования также предполагают, что отношения последнего тура в Верхней Рио-Гранде и других соседних питаемых снегом водоразделах, таких как Бассейн реки Колорадо, могли уменьшиться далее, в то время как климат продолжает нагреваться.«Самая важная переменная для предсказания streamflow – то, каким количеством это лилось или пошло снег», сказал ученый NCAR Флавио Ленер, ведущий автор исследования. «Но когда мы оглянулись назад сотни лет, мы нашли, что температура также имела важное влияние – который в настоящее время не включается в прогнозы водоснабжения.
Мы полагаем, что слияние температуры в будущих прогнозах увеличит их точность, не только в целом, но также и перед лицом изменения климата».Исследование, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters, финансировалось Бюро Восстановления, Инженерными войсками, Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) и Национальным научным фондом, который является спонсором NCAR.Соавторы бумаги – Юджин Валь NOAA; Эндрю Вуд, NCAR; и Дуглас Блэтчфорд и Дагмар Луэллин, оба из Бюро Восстановления.Завышение водоснабжения
Родившийся в Скалистых горах южного Колорадо, Рио-Гранде сокращает юг через Нью-Мексико прежде, чем зацепить восток и сформировать границу между Техасом и Мексикой. Снег накапливается на пиках, окружающих истоки в течение зимы, и весной снежный покров начинает плавить и кормить реку.
Получающийся streamflow используется и фермерами и городами, включая Альбукерке, Нью-Мексико, и Эль-Пасо, Техас, и водные пользователи зависят от ежегодных прогнозов водоснабжения определить, кто добирается сколько из реки. Прогноз также используется, чтобы определить, должна ли дополнительная вода быть импортирована из реки Сан-Хуана, с другой стороны Континентального водораздела, или накачана из грунтовой воды.Текущие эксплуатационные прогнозы streamflow зависят от оценок количества снега и дождя, которые упали в бассейне, и они предполагают, что конкретная сумма осадков и снежного покрова будет всегда приводить к конкретной сумме streamflow.
В последние годы те прогнозы имели тенденцию завышать, сколько воды будет доступно, приводя к сверхраспределению реки. Чтобы понять это динамичное изменение, Lehner и его коллеги занялись расследованиями, как отношения между осадками и streamflow, известным как отношение последнего тура, развивались со временем.Осадки против streamflow: Годичные кольца рассказывают новую историю
Ученые использовали полученные из годичного кольца streamflow данные из за пределами Верхнего бассейна Рио-Гранде, чтобы восстановить оценки осадков в водоразделе, восходящем к 1571. Тогда они объединили эту информацию с отдельной streamflow реконструкцией в бассейне в течение того же самого периода. Поскольку эти две реконструкции были независимы, это позволило исследовательской группе также оценивать отношение последнего тура в течение каждого года: чем выше отношение, тем больше доля осадков, которые были на самом деле преобразованы в streamflow.
«Впервые, мы смогли взять эти два количества и использовать их, чтобы восстановить отношения последнего тура за прошлые 445 лет», сказал Валь.Они нашли, что отношение последнего тура варьируется значительно из года в год и даже десятилетие к десятилетию. Самым большим фактором, связанным с этим изменением, были осадки.
Когда идет снег меньше по горам в истоках Рио-Гранде, мало того, что меньше воды доступно, чтобы стать streamflow, но и отношение последнего тура также уменьшается. Другими словами, меньший процент снежного покрова становится streamflow в течение более сухих лет.Но ученые также нашли, что другой фактор затронул отношение последнего тура: температура.
За последние несколько веков было уменьшено отношение последнего тура, когда температуры были теплее. И влияние температуры усилилось в течение более сухих лет: Когда снежный покров был мелок, теплые температуры уменьшили отношение последнего тура больше чем тогда, когда снежный покров глубоко, далее усиливал условия засухи. Низкие отношения последнего тура, замеченные в сухих годах, были два с половиной к в три раза более вероятно, когда температуры были также теплее.
«Воздействие температуры на отношении последнего тура относительно небольшое по сравнению с осадками», сказал Ленер. «Но потому что его самое большое воздействие – когда условия сухи, более теплый год может сделать уже плохую ситуацию намного хуже».Много факторов могут объяснить влияние температуры на отношении последнего тура.
Когда теплее, заводы поднимают больше воды от почвы, и больше воды может испариться непосредственно в воздух. Кроме того, более теплые температуры могут принудить снег таять ранее в сезон, когда дни короче, и угол солнца ниже. Это заставляет снег таять более медленно, позволение талой воды задержаться в почве и давая заводам добавило возможность использовать его.Обширная реконструкция исторического отношения последнего тура в Верхней Рио-Гранде также показала, что снижение отношения последнего тура за прошлые три десятилетия беспрецедентно в хронологической записи.
1980-е были необычно влажным периодом для Верхней Рио-Гранде, в то время как 2000-е и 2010-е были необычно сухи. Пара, что с увеличением температур за тот же самый период и снижением отношения последнего тура между 1986 и 2015 было непохоже на любое другое протяжение той длины за прошлые 445 лет.
Модернизация старых подходовЭто новое понимание того, как температурное отношение последнего тура влияний могло помочь улучшить прогнозы водоснабжения, которые в настоящее время не рассматривают, как ли предстоящие месяцы, ожидают, будут более жаркими или более прохладными, чем среднее число. Авторы теперь оценивают ценность слияния сезонных температурных прогнозов в прогнозы водоснабжения составлять эти температурные влияния.
Исследование дополняет многолетний проект NCAR, финансируемый Бюро Восстановления и Инженерными войсками, который оценивает перспективы усиления сезонных прогнозов streamflow для управления водохранилищем.«Пользователи прогноза и заинтересованные стороны все больше и больше вызывают вопросы о надежности о прогнозировании методов, если климат изменяет нашу гидрологию», сказал Вуд, который приложил усилия. «Это исследование помогает нам думать о способах модернизировать один из наших самых старых подходов – статистическое прогнозирование водоснабжения – чтобы ответить на недавние тенденции в температуре. Наш текущий вызов состоит в том, чтобы найти способы удостовериться, что уроки этой работы могут принести пользу эксплуатационным прогнозам streamflow».
Поскольку существующие модели прогнозирования были калиброваны на условиях в конце 1980-х и 1990-х, не удивительно, что они завысили streamflow в более сухой период с 2000, сказал Ленер.«Эти статистические модели часто предполагают, что климат стабилен», сказал Ленер. «Это – предположение, которое иногда работает, но статистические методы прогнозирования будут бороться с любыми сильными изменениями в гидроклиматологии с десятилетия до десятилетия, такими как то, которое мы только что испытали».