Schneebedeckte Berge sehen nicht nur majestätisch aus, sie sind auch lebenswichtig für ein empfindliches Ökosystem, das seit Zehntausenden von Jahren besteht. Bergwasser und Schneeschmelze fließen in Bäche, Flüsse, Seen und Ozeane – und heute hängt etwa ein Viertel der Welt von diesen natürlichen „Wassertürmen“ ab, um flussabwärts gelegene Stauseen und Grundwasserleiter für die städtische Wasserversorgung, die landwirtschaftliche Bewässerung usw. aufzufüllen Ökosystem Unterstützung.
Doch diese wertvolle Süßwasserressource droht zu verschwinden. Der Planet ist jetzt etwa 1,1 Grad Celsius (1,9 Grad Fahrenheit) wärmer als vorindustrielle Werte, und die Schneedecken in den Bergen schrumpfen.
Letztes Jahr fand eine Studie unter der gemeinsamen Leitung von Alan Rhoades und Erica Siirila-Woodburn, Forscher im Bereich Erd- und Umweltwissenschaften des Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), heraus, dass, wenn sich die globale Erwärmung entlang des Hochemissionsszenarios fortsetzt, niedrig Schneefreie Winter werden in den Gebirgszügen im Westen der USA in 35 bis 60 Jahren zur Regelmäßigkeit.
Jetzt, in einer kürzlichen Natur Klimawandel Studie fand ein Forschungsteam unter der Leitung von Rhoades heraus, dass Bergketten in den südlichen mittleren Breiten, insbesondere in der Andenregion Chiles, bei einer globalen Erwärmung von etwa 2,5 Grad Celsius im Vergleich zum vorindustriellen Niveau mit wenig bis gar keinem Schnee konfrontiert sein werden Zukunft zwischen den Jahren 2046 und 2051 – oder 20 Jahre früher als Gebirgszüge in den nördlichen mittleren Breiten wie der Sierra Nevada oder den Rockies. (Schneearm bis kein Schnee tritt auf, wenn das jährliche Maximum des als Schneedecke gespeicherten Wassers für ein Jahrzehnt oder länger innerhalb der unteren 30 % der historischen Bedingungen liegt.)
Die Forscher fanden auch heraus, dass in den südlichen mittleren Breiten bei einem Drittel der Erwärmung schneearme bis schneefreie Bedingungen auftreten würden als in den nördlichen mittleren Breiten.
„Diese Ergebnisse sind ziemlich schockierend. Wir gingen davon aus, dass beide Regionen in der südlichen und nördlichen Hemisphäre ähnlich auf den Klimawandel reagieren würden und dass die Anden aufgrund ihrer Höhenlage widerstandsfähiger wären“, sagte Alan Rhoades, Hydroklimaforscher im Berkeley Lab Earth and Environmental Sciences Area und Hauptautor der neuen Studie. „Das zeigt, dass nicht jedes Grad Erwärmung in einer Region die gleiche Wirkung hat wie in einer anderen.“
In einem weiteren wichtigen Ergebnis erfuhren die Forscher, dass eine solche schneearme bis schneefreie Zukunft mit etwa 10 % weniger Bergabfluss in beiden Hemisphären in nassen und trockenen Jahren einhergeht.
„Wenn Sie 10 % weniger Abfluss erwarten, bedeutet das, dass jedes Jahr mindestens 10 % weniger Wasser zur Verfügung steht, um die Stauseen in den Sommermonaten wieder aufzufüllen, wenn die Landwirtschaft und die Bergökosysteme es am dringendsten benötigen“, sagte Rhoades.
Ein solcher verminderter Abfluss wäre besonders verheerend für landwirtschaftliche Regionen, die bereits von mehrjährigen Dürren ausgedörrt sind.
Kaliforniens aktuelle Dürre geht ins vierte Jahr. Laut dem US Dürremonitor befinden sich mehr als 94 Prozent des Bundesstaates in schwerer, extremer oder außergewöhnlicher Dürre. Schrumpfende Grundwasservorräte und kommunale Brunnen im ganzen Bundesstaat wirken sich stark auf das San Joaquin Valley, das landwirtschaftliche Kernland des Bundesstaates, aus.
Und Chile – das jedes Jahr etwa 30 % seiner Frischobstproduktion exportiert, wobei ein Großteil davon in die Vereinigten Staaten verschifft wird – befindet sich inmitten einer historischen 13-jährigen Dürre.
Einsparung von Schnee, Süßwasser durch Eindämmung der Treibhausgasemissionen
Aber die neue Studie legt auch nahe, dass wenig bis kein Schnee sowohl in den nördlichen als auch in den südlichen mittleren Breitengebirgen verhindert werden kann, wenn die globale Erwärmung auf im Wesentlichen 2,5 Grad Celsius (4,5 Grad Fahrenheit) begrenzt wird, sagten die Forscher.
Ihre Analyse basiert auf Erdsystemmodellen, die die verschiedenen Komponenten des Klimas wie Atmosphäre und Landoberfläche simulieren, um zu ermitteln, wie sich Gebirgswasserkreisläufe im 21 und eine anhaltend schneearme bis schneefreie Zukunft in der amerikanischen Kordillere – einer Kette von Gebirgszügen, die das westliche „Rückgrat“ Nordamerikas, Mittelamerikas und Südamerikas überspannt.
Die Forscher nutzten Rechenressourcen im National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) von Berkeley Lab, um Daten zu verarbeiten und zu analysieren, die von Klimaforschern aus der ganzen Welt über CASCADE (Calibrated & Systematic Characterization, Attribution, & Detection of Extremes) des Energieministeriums gesammelt wurden. Projekt. (Postanalysedaten aus der Studie stehen der Forschungsgemeinschaft bei NERSC zur Verfügung.)
Die Bedingungen, die Rhoades und sein Team als „episodisch wenig bis gar keinen Schnee“ bezeichneten, kamen zwischen 2012 und 2016 in Kalifornien am nächsten. Der Mangel an Schnee und die Dürre in diesen Jahren zeigten die Anfälligkeit unserer Wasserversorgung und teilweise , führte zur Verabschiedung des California Sustainable Groundwater Management Act, zu neuen Ansätzen für Wasser- und landwirtschaftliche Managementpraktiken und zu obligatorischen Wasserkürzungen, sagte Rhoades
Anhaltend wenig bis gar kein Schnee (10 Jahre in Folge) muss noch auftreten, aber Rhoades sagte, dass Wassermanager bereits über eine solche Zukunft nachdenken. „Sie arbeiten mit Wissenschaftlern zusammen, um Strategien zu entwickeln, um Wasserressourcen proaktiv und nicht reaktiv für die Worst-Case-Szenarien zu verwalten, wenn wir die Treibhausgasemissionen nicht mindern können, um bestimmte Erwärmungsniveaus zu vermeiden. Aber die bessere Strategie wäre, weitere zu verhindern Erwärmung durch Reduzierung der Treibhausgasemissionen“, sagte er.
Für zukünftige Studien plant Rhoades, weiterhin neue Modellsimulationen des Erdsystems mit noch höherer Auflösung zu untersuchen und durchzuführen, „um mehr räumlichen Kontext dafür zu geben, wann und wo Schneeverlust auftreten könnte und was ihn verursacht“, sagte er, und zu untersuchen, wie jeder Grad von Die Erwärmung könnte andere wichtige Treiber des Berg-Wasser-Kreislaufs verändern, wie z. B. die Anlandungsstelle und Intensität atmosphärischer Flüsse sowie die Reaktionen des Bergökosystems.
Er plant auch, im Rahmen des HyperFACETS-Projekts weiterhin mit Wassermanagern zusammenzuarbeiten, um Wege zu finden, wie wir uns durch neue Managementstrategien, wie z.
Rhoades ist optimistisch und zitiert Forschungsergebnisse aus einer anderen von Berkeley Lab geleiteten Studie, die ergab, dass das Erreichen von Null Nettoemissionen von Kohlendioxid aus Energie und Industrie bis 2050 erreicht werden kann, indem die US-Energieinfrastruktur so umgebaut wird, dass sie hauptsächlich mit erneuerbaren Energien betrieben wird.
„Es erfordert nur den Willen und die Initiative, finanzielle Ressourcen in der Dringlichkeit zu investieren, die der Klimawandel erfordert, was bedeutet, dass wir heute damit beginnen müssen“, sagte er.
Mehr Informationen:
Alan M. Rhoades et al., Asymmetrische Entstehung von wenig bis keinem Schnee in den mittleren Breiten der amerikanischen Kordilleren, Natur Klimawandel (2022). DOI: 10.1038/s41558-022-01518-y