瓦萨奇最脏的雪年加速融雪17天
2023-06-16 17:27:27来源:互联网

随着不断缩小的大盐湖暴露出越来越大的湖床面积,风吹起的沙尘对居住在犹他州人口最多地区的人们来说变得更加危险。它还使积雪变脏,威胁到该州最宝贵的资源——水。

在一项新研究中,犹他大学的研究人员分析了2022年沙尘对雪的影响。他们发现,自2009年开始观测以来,2022年的灰尘沉积事件最多,积雪灰尘浓度最高。


(相关资料图)

与没有沉积灰尘的情况相比,灰尘导致积雪提前17天消失。研究人员表示,如果不是潮湿的春季,这种影响会更加显着——频繁的暴风雪掩埋了尘土层,从而延迟了对融雪的影响。

为了了解创纪录的高雪尘浓度是否与创纪录的低大盐湖水位有关,作者确定了每次沙尘事件的起源区域。他们发现,大盐湖贡献了总尘埃沉积的23%,单位表面积的尘埃排放量最高。大盐湖沙漠以及塞维尔湖和图勒湖干涸的湖床分别贡献了45%和17%,但单位面积排放量较低。

来自瓦萨奇山脉的季节性融雪是大都市瓦萨奇前线、周围农业山谷和大盐湖的主要水源。

“你可能会看到17天,并认为这没什么大不了的,但我们目前的融雪模型没有考虑灰尘,”该论文的资深作者、U地理学助理教授McKenzieSkiles说。“所以,雪正在融化,水比我们预期的更早更快地流出,我们还没有准备好以最有效的方式使用它。景观也没有预料到更早的水,因此它会影响流域功能以及下游的水资源可用性。”

该研究于2023年6月15日发表在《环境研究快报》杂志上。

Skiles撰写了2018年的一项研究,该研究发现,一次沙尘事件使瓦萨奇地区的融雪加速了一周。由于水位处于历史低位,该论文将大盐湖确定为相对较新的尘埃源。随后几年的长期干旱、蒸发增加以及持续的农业和家庭用水使大盐湖在2021年和2022年跌至历史最低水平,并暴露出更多干涸的湖床。

“有趣的是,我们一直说,"这太疯狂了——这是自从我开始观察以来我在瓦萨奇看到的最脏的雪,"”斯凯尔斯说。“最终,在我们分析了一切之后,这是最肮脏的一年。”

为科学挖坑

吹入瓦萨奇山脉的灰尘在积雪顶部沉积了一层黑色的污垢,并影响了雪的反照率,该术语描述了表面反射的辐射量。效果就像在炎热的天气里穿了一件黑色衬衫——深色比浅色吸收更多的太阳辐射并且升温更快。在山区,当暴露在相同温度下时,脏雪比干净的雪升温和融化得更快。

Skiles领导的雪水文学研究到操作(SnowHydRO)实验室使用位于犹他州阿尔塔阿尔塔滑雪胜地附近的阿特沃特研究区的仪器研究这种现象。他们的仪器记录了控制积雪和融雪的物理要素,包括反照率。研究人员使用这些观察结果和一个模型来消除灰尘变暗的影响,并估计如果没有灰尘,雪将如何融化。

“我们的模型代表了观察条件下的融雪情况。然后,我们再次运行模型,去除灰尘导致的雪变暗影响。这让我们可以说,“如果没有灰尘,雪面更亮,那么雪会持续多久?”这些场景之间的差异使我们能够量化由于灰尘引起的融雪加速,”该研究的博士生和合著者OttoLang说。

研究人员还定期挖掘大型雪坑,这些雪坑暴露出代表所有尘埃事件的脏层,这些灰尘事件已被随后的暴风雪掩埋。他们对每一层进行采样,以测量每次灰尘事件沉积的灰尘量,并在整个冬季跟踪不同的层。

不需要天气预报员就知道灰尘会往哪个方向吹……

……你需要德里克·马利亚(DerekMallia),他是美国大气科学系的研究助理教授,也是该研究的合著者。强风会将灰尘吹入大气并降低空气质量,从而触发黄色或红色空气污染警告。雪上的灰尘沉积需要一组特定的因素;附近的尘源、相对干燥的条件和足以将尘埃吹入大气的强风。Mallia开发了一种灰尘传输模型,可以通过综合气象和土壤数据来确定雪上灰尘的来源。对于每一次沙尘暴事件,Mallia都运行他的模型来确定造成瓦萨奇山脉积雪加速融化的沙尘源。

“我们原以为像大盐湖沙漠这样的大片地区会成为主要的沙尘源,但令我们有些惊讶的是,我们观察到来自大盐湖,尤其是法明顿湾的沙尘贡献如此之大。虽然该湖的沙尘源就面积而言比西部沙漠小得多,裸露的干涸湖床更接近瓦萨奇山脉,”Mallia说。“这些结果表明,大盐湖是加速整个沙漠融雪的一个重要因素WasatchFront,如果它继续收缩,它将成为一个更大的参与者。”

Wasatch中灰尘的未来。

无需想象尘土飞扬的冬天对瓦萨奇积雪意味着什么;看看科罗拉多州,Skiles也在那里进行雪上的灰尘研究。科罗拉多高原南部在其山坡上沉积了暗红色的灰尘,使融雪速度加快了一到两个月。在同一时期的观察中,科罗拉多州的雪尘水平一直高于犹他州。这可能正在改变。

“今年我们看到了一个接一个的沙尘事件。我一直说,‘它看起来像科罗拉多州。在我看来,这不像以前犹他州的冬天,”斯凯尔斯说。“我们真的很幸运,春天有那么多暴风雪。如果我们正在接近科罗拉多州的雪上尘土制度,它将产生我们尚未看到的巨大影响。但我们可能会到达那里。”

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