Eine frühere Schneeschmelze im Westen könnte im Sommer zu Wasserknappheit führen

Der Schnee schmilzt früher und in den Gebirgszügen im Westen der USA und Kanadas fällt mehr Regen statt Schnee, was zu einer dünneren Schneedecke führt, die sich im Sommer auf die Landwirtschaft, das Waldbrandrisiko und die kommunale Wasserversorgung auswirken könnte, heißt es in einer neuen Studie der Universität von Colorado Boulder.

Veröffentlicht in Naturkommunikation Erde und UmweltDie Studie dokumentiert mehr als 60 Jahre Veränderung der Wasserspeicherung in der Schneedecke im Westen Nordamerikas. Es wurde festgestellt, dass die Wasserspeicherung in der Schneedecke zwischen 1950 und 2013 in mehr als 25 % des Mountain West deutlich zurückgegangen ist, was teilweise darauf zurückzuführen ist, dass im Winter und Frühling mehr Schnee schmilzt und diese saisonale Grenze erodiert.

„Im Durchschnitt und in jeder Bergregion, die wir untersucht haben, erfolgt die Schneeschmelze zeitlich näher an dem Zeitpunkt, als er fiel“, sagte Kate Hale, Hauptautorin der Studie und Absolventin der Geographie im Jahr 2022. „Der Zeitpunkt der Wasserverfügbarkeit verschiebt sich in Richtung früher im Frühling, mit weniger Schneeschmelze und weniger Wasserverfügbarkeit später im Sommer, was darauf hindeutet, dass es später im Jahr zu Wasserknappheit kommen wird.“

Timing ist alles

Der Westen der USA und Kanadas sind für den größten Teil ihres Wassers auf Schnee angewiesen. Die Rocky Mountains, die Sierra Nevada und andere Gebirgszüge dienen seit langem im Wesentlichen als Wassertürme für die Region: Sie speichern den ganzen Winter über Schnee, der dann schmilzt und im Frühling und Sommer, wenn der Bedarf am größten ist, als Wasser zur Verfügung steht.

Jedes Jahr am 1. April verwenden staatliche und regionale Wassermanager eine Kennzahl, die als Schneewasseräquivalent (SWE) bekannt ist – wie viel Wasser produziert wird, wenn eine bestimmte Menge Schnee schmilzt –, um die Wasserressourcen in diesem Jahr vorherzusagen und zu planen, sagte Hale jetzt ein Postdoktorand an der University of Vermont.

Aber dieser Schnappschuss vom 1. April ist genau das: ein Moment in der Zeit. Es lässt sich nicht sagen, ob sich der Schnee in den letzten sechs Monaten langsam angesammelt hat, ob alles am 31. März auf einen riesigen Haufen gefallen ist oder ob er bereits geschmolzen ist.

„Aus hydrologischer Sicht ist das Einzige, was am Schnee einzigartig ist, die Tatsache, dass er den Zeitpunkt des Wassereintrags in Wassereinzugsgebiete verzögert. Und wenn man sich nur eine Momentaufnahme des Schneewasseräquivalents ansieht, bekommt man noch keinen Eindruck davon, wie lange dieses Schneewasseräquivalent dauert.“ war vor Ort“, sagte Noah Molotch, außerordentlicher Professor für Geographie und Fellow am Institut für Arktis- und Alpenforschung (INSTAAR) an der CU Boulder.

Deshalb nutzte Hale zwei öffentlich verfügbare Datenquellen, um eine neue Messung namens Snow Storage Index (SSI) zu entwickeln, die den Zeitpunkt berücksichtigt Und Menge des Schneefalls sowie der Schneeschmelze vor und nach dem 1. April. Im Gegensatz zu dem einzelnen von SWE erfassten Zeitpunkt zeigt Hales SSI ein metaphorisches Video: die Einbeziehung der Zeit zwischen Regen oder Schnee auf eine Landschaft in einer Zahl in der Wintersaison und wenn es dem betreffenden Gebiet als Oberflächenwasser zur Verfügung steht.

„Der Schneespeicherindex ermöglicht es uns, die Schneewasserspeicherung nicht nur im Hinblick darauf zu betrachten, wie viel zu einem bestimmten Zeitpunkt vorhanden ist, sondern auch im Hinblick auf die Dauer dieser Speicherung am Boden“, sagte Molotch.

Dies ermöglichte es den Forschern zu analysieren, wie gut jede Bergregion im Westen in den letzten 60 Jahren als Wasserturm fungiert hat, und stellte fest, dass ihre Leistung auf breiter Front abnahm.

Wassermanagement jetzt und für die Zukunft

Ein „hoher“ SSI – ein Wert, der möglichst nahe bei 1,0 liegt – wurde an Orten gefunden, an denen der Schneefall sehr saisonal ist. In den Cascades beispielsweise sammelt sich im Herbst und Winter Schnee an, der bis zu sechs Monate gespeichert wird, bevor er im Frühling und Sommer einigermaßen kontinuierlich schmilzt. Hier in den Rocky Mountains in Colorado ist der SSI jedoch niedriger – irgendwo zwischen 0 und 0,5 – was bedeutet, dass sich in der kälteren Jahreshälfte sowohl Schnee ansammelt als auch schmilzt.

Da die Rocky Mountains und die Front Range jedoch bereits an dieses abwechselnde Muster von Schneefall und Schneeschmelze im Winter und Frühling gewöhnt sind, kann es sein, dass sie sich als Region leichter an ähnliche Muster verringerter Wasserspeicherung in der Schneedecke im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung anpassen können. Die Bergregionen in der Nähe der Westküste, die im Frühling und Sommer stark auf das Schmelzwasser der Schneedecke angewiesen sind, könnten jedoch eine schmerzhafte Umstellung erleben, wenn das Wasser zu Beginn des Jahres schmilzt – und im Spätsommer einfach nicht mehr verfügbar ist.

Die Forscher hoffen, dass diese neue Messung Wissenschaftlern und Wasserressourcenmanagern als Werkzeug dienen kann, um bessere Vorhersagen zu treffen und bei Bedarf mit weniger Kosten vorauszuplanen.

Vor einem halben Jahrhundert ermöglichte eine Ära des Staudammbaus im Westen der USA der Region einen Aufschwung im Hinblick auf den Zugang zu Wasser für Städte und die Landwirtschaft, sagte Molotch. Aber wenn diese „Wassertürme“ schmelzen, schmelzen auch die Stauseen, die sie füllten.

„Die Schneedecke erodiert und verschwindet vor unseren Augen. Das stellt die Verwaltung der Infrastruktur, die dem Westen der Vereinigten Staaten in den letzten 100 Jahren ermöglicht hat, vor Herausforderungen“, sagte Molotch.

Weitere Autoren dieser Veröffentlichung sind: Keith Jennings, Lynker, Boulder, Colorado; Keith Musselman, Geographisches Institut und Institut für Arktis- und Alpenforschung (INSTAAR), CU Boulder; und Ben Livneh, Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) und Department of Civil, Environmental, and Architectural Engineering, CU Boulder.