Laut einer Studie beschleunigte das schmutzigste Schneejahr im Wasatch-Gebiet die Schneeschmelze in Utah um 17 Tage

Da der schrumpfende Große Salzsee einen immer größeren Teil seines Seegrundes freilegt, wird der vom Wind aufgewirbelte Staub für die Bewohner der bevölkerungsreichsten Region Utahs immer gefährlicher. Außerdem wird dadurch die Schneedecke verschmutzt, was die wertvollste Ressource des Staates bedroht: Wasser.

In einer neuen Studie analysierten Forscher der University of Utah die Auswirkungen von Staub auf den Schnee während der Saison 2022. Sie fanden heraus, dass es im Jahr 2022 die meisten Staubablagerungen und die höchsten Staubkonzentrationen in der Schneedecke seit Beginn der Beobachtungen im Jahr 2009 gab.

Der Staub führte dazu, dass die Schneedecke 17 Tage früher verschwand, als wenn kein Staub abgelagert worden wäre. Ohne den nassen Frühling wären die Auswirkungen dramatischer gewesen, sagen die Forscher – häufige Schneestürme begruben die staubigen Schichten, was die Auswirkungen auf die Schneeschmelze verzögerte.

Um zu verstehen, ob rekordhohe Staub-auf-Schnee-Konzentrationen mit rekordverdächtig niedrigen Wasserständen im Großen Salzsee zusammenhängen, identifizierten die Autoren die Gebiete, in denen jedes Staubereignis seinen Ursprung hatte. Sie fanden heraus, dass der Große Salzsee 23 % zur gesamten Staubablagerung beitrug und die höchsten Staubemissionen pro Fläche aufwies. Die Große Salzseewüste und die ausgetrockneten Seeböden von Sevier Lake und Tule Lake trugen 45 % bzw. 17 % bei, allerdings mit geringeren Emissionen pro Gebiet.

Die saisonale Schneeschmelze aus den Wasatch Mountains ist die Hauptwasserquelle für die Metropolregion Wasatch Front, die umliegenden landwirtschaftlichen Täler und den Großen Salzsee.

„Man sieht vielleicht 17 Tage und denkt, das sei keine große Sache, aber unsere aktuellen Schneeschmelzmodelle berücksichtigen keinen Staub“, sagte McKenzie Skiles, Assistenzprofessorin für Geographie an der U und leitende Autorin des Artikels. „Der Schnee schmilzt also, das Wasser kommt früher und schneller heraus, als wir es erwarten, und wir sind nicht darauf vorbereitet, es möglichst effizient zu nutzen. Die Landschaft erwartet das Wasser auch nicht früher, so dass es Auswirkungen auf das Wassereinzugsgebiet hat.“ Funktionalität sowie Wasserverfügbarkeit nachgelagert.“

Die in der Fachzeitschrift veröffentlichte Studie Umweltforschungsbriefe.

Skiles ist Autor eines 2018 lernen Dabei wurde festgestellt, dass ein einziges Staubereignis die Schneeschmelze im Wasatch um eine Woche beschleunigte. In diesem Artikel wurde der Große Salzsee aufgrund des historisch niedrigen Wasserstands als relativ neue Staubquelle identifiziert. Die folgenden Jahre anhaltender Dürre, erhöhter Verdunstung und anhaltender Landwirtschaft und häuslichem Wasserverbrauch führten dazu, dass der Große Salzsee in den Jahren 2021 und 2022 Rekordtiefstwerte erreichte und noch mehr ausgetrocknete Seeböden freilegte.

„Anekdotisch sagten wir immer wieder: ‚Das ist verrückt – das ist der schmutzigste Schnee im Wasatch, den ich je gesehen habe, seit ich mit den Beobachtungen begonnen habe‘“, sagte Skiles. „Letztendlich war es, nachdem wir alles analysiert hatten, das schmutzigste Jahr.“

Eine Grube für die Wissenschaft graben

Der Staub, der in die Wasatch Mountains weht, lagert eine dunkle, schmutzige Schicht auf der Schneedecke ab und beeinflusst die Albedo des Schnees, ein Begriff, der die Menge an Strahlung beschreibt, die von einer Oberfläche reflektiert wird. Der Effekt ist, als würde man an einem heißen Tag ein schwarzes Hemd tragen – dunklere Farben absorbieren mehr Sonnenstrahlung und erwärmen sich schneller als helle Farben. In den Bergen erwärmt sich schmutziger Schnee und schmilzt bei gleichen Temperaturen schneller als sauberer Schnee.

Das von Skiles geleitete Snow Hydrology Research to Operations (Snow HydRO) Lab untersucht dieses Phänomen mithilfe von Instrumenten im Atwater Study Plot, einem Forschungsstandort in der Nähe des Alta Ski Resort in Alta, Utah. Ihre Instrumente erfassen die physikalischen Elemente, die die Schneeansammlung und Schneeschmelze steuern, einschließlich der Albedo. Die Forscher nutzen diese Beobachtungen und ein Modell, um den Einfluss der Staubverdunkelung zu beseitigen und abzuschätzen, wie der Schnee schmelzen würde, wenn der Staub nicht vorhanden wäre.

„Unser Modell stellt die Schneeschmelze unter beobachteten Bedingungen dar. Anschließend lassen wir das Modell erneut laufen, ohne dass der Einfluss des Staubs auf die Verdunkelung des Schnees berücksichtigt wurde. Dadurch können wir sagen: ‚Wenn es keinen Staub gäbe und die Schneeoberfläche heller wäre, wie lange würde das dann noch dauern?‘ Schnee liegt herum?‘ Der Unterschied zwischen diesen Szenarien ermöglicht es uns, die durch Staub verursachte Schneeschmelzbeschleunigung zu quantifizieren“, sagte Otto Lang, Ph.D. Student und Co-Autor der Studie.

Die Forscher graben außerdem regelmäßig große Schneegruben, um die schmutzigen Schichten aller Staubereignisse freizulegen, die durch nachfolgende Schneestürme verschüttet wurden. Sie beproben jede Schicht, um die Staubmenge zu messen, die bei jedem Staubereignis abgelagert wird, und um die verschiedenen Schichten im Winter zu verfolgen.

Man braucht keinen Wettermann, um zu wissen, in welche Richtung der Staub weht …

…Sie brauchen Derek Mallia, einen wissenschaftlichen Assistenzprofessor am Department of Atmospheric Sciences der U und Co-Autor der Studie. Starke Winde können Staub in die Atmosphäre schleudern und die Luftqualität verschlechtern, was gelbe oder rote Luftverschmutzungswarnungen auslösen kann. Die Ablagerung von Staub auf Schnee erfordert eine Reihe spezifischer Faktoren; nahegelegene Staubquellen, relativ trockene Bedingungen und Winde, die stark genug sind, um Staub in die Atmosphäre zu schleudern.

Mallia hat ein Staubtransportmodell entwickelt, das durch die Synthese meteorologischer und Bodendaten genau bestimmen kann, wo der Staub auf Schnee entstanden ist. Für jedes Staubereignis ließ Mallia sein Modell laufen, um Staubquellen zu identifizieren, die für die Beschleunigung der Schneeschmelze in den Wasatch Mountains verantwortlich waren.

„Wir hatten erwartet, dass große Gebiete wie die Wüste des Großen Salzsees eine große Staubquelle sein würden, aber wir waren etwas überrascht, dass wir so große Staubbeiträge aus dem Großen Salzsee und insbesondere aus Farmington Bay beobachteten. Während die Staubquellen des Sees sind flächenmäßig viel kleiner als die Westwüste, die freigelegten trockenen Seeböden liegen viel näher an den Wasatch Mountains“, sagte Mallia.

„Diese Ergebnisse legen nahe, dass der Große Salzsee ein wichtiger Faktor bei der Beschleunigung der Schneeschmelze an der Wasatch-Front ist und eine größere Rolle spielen wird, wenn er weiter schrumpft.“

Die Zukunft des Staubs im Wasatch

Man muss sich nicht vorstellen, was staubigere Winter für die Wasatch-Schneedecke bedeuten würden; Schauen Sie sich Colorado an, wo Skiles auch Staub-auf-Schnee-Forschung betreibt. Das südliche Colorado-Plateau lagert dunklen, roten Staub auf seinen Hängen ab, der die Schneeschmelze um ein bis zwei Monate beschleunigt. Im gleichen Beobachtungszeitraum waren die Staub-auf-Schnee-Werte in Colorado stets höher als in Utah. Das könnte sich ändern.

„Dieses Jahr sahen wir Staubereignis nach Staubereignis nach Staubereignis. Ich sagte immer wieder: ‚Es sieht aus wie Colorado. Für mich sieht es nicht wie frühere Winter in Utah aus‘“, sagte Skiles. „Wir hatten großes Glück, dass wir so viele Frühlingsschneestürme hatten. Wenn wir uns Colorados Staub-auf-Schnee-Regime nähern, wird das dramatische Auswirkungen haben, die wir noch nicht gesehen haben. Aber wir könnten dorthin gelangen.“