一幅新地图追踪美国30年极端融雪事件

The south fork of the American River flows with snowmelt near Strawberry, California in this March 2, 2009 file photo. Water raised leafy green Los Angeles from the desert and filled arid valleys with the nation's largest fruit and vegetable crop. Each time more water was needed, another megaproject was built, from dams of the major rivers to a canal stretching much of the length of the state.But those methods are near their end. There is very little water left untapped and global warming, the gradual increase of temperature as carbon dioxide and other gases retain more of the sun's heat, has created new uncertainties. To match feature WATER/ REUTERS/Max Whittaker/Files (UNITED STATES ENVIRONMENT ENERGY) - GM1E53A0MNW01
Extreme snowmelt can be deadly and destructive.Image: REUTERS/Max Whittaker/Files
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  • 一幅新地图显示了美国30年间的极端融雪事件。

  • 这项工作对于帮助我们理解气候变化的影响十分重要。

  • 极端融雪可能具有破坏性且致命,会引发洪水、山体滑坡和水坝溃决。

一幅关于过去30年极端融雪事件的新地图厘清了驱动快速融化的过程。

该研究对于理解气候变化影响下的世界具有重要意义。

融雪——即融化的积雪形成的地表径流——是社区和生态系统的重要水资源。但极端融雪指积雪在短时间内过快融化的情况,可能具有破坏性且致命,会引发洪水、山体滑坡和水坝溃决。

“当我们谈论融雪时,人们想了解基本数据,就像天气数据一样,但此前从未有人提供过类似的信息。这就好比没有人告诉你所在城市的最高和最低气温或历史最高气温,”研究合著者、亚利桑那大学气候动力与水文气象中心主任、大气科学教授曾旭彬(Xubin Zeng)说。

“我们首次绘制了一幅地图,描绘美国各地的融雪遍及美国的情况。现在,人们可以讨论每个2.5英里×2.5英里小区域内创纪录的融雪事件。”

该地图显示了在30年时段内,美国各地两天期间积雪损失的最大量。 Image: Josh Welty,经亚利桑那大学提供

曾和主要研究作者韦尔蒂(Josh Welty)在曾的指导下获得博士学位,他们绘制了一幅地图,对1988年至2017年间美国每个2.5英里见方区域内,按频率、量级、温度和降水量排列的前10名极端融雪事件进行了编目。他们还运用机器学习来理解大尺度天气模式如何影响极端融雪。

研究发现,在美国西半部,风将来自太平洋的水汽向东输送。而在美国东半部,天气模式主要将水汽从墨西哥湾由南向北输送,一直延伸至五大湖区和新英格兰地区。

他们的地图还显示,在大多数情况下,异常温暖的气温会导致极端融雪。这一结论较为直观,但一项出人意料的发现表明,在某些地区,尤其是在太平洋西北地区及美国东北部,极端融雪事件是由相对温暖的雨水落在积雪上所引发的。在这些情况下,极端融雪事件会立即变得极其危险。

论文详细概述了其中一个此类案例:奥罗维尔大坝位于加利福尼亚州巴特县,是该州第二大水库。2017年,一系列风暴在覆盖积雪的内华达山脉上降下大量温暖雨水,导致快速融雪,水库水位超过坝顶。提供可控泄水的溢洪道失效,超过18万人被疏散。

根据曾和韦尔蒂的研究结果,此类事件未来可能更为频繁。研究人员发现,在这30年间,此类事件的发生频率仅略有上升,且极端融雪事件的量级未呈现趋势性变化。

不过,曾表示,30年的时间不足以确立趋势。这意味着未来的研究将尤为重要。

“这篇论文为未来10至15年间不同地区的变化是否发生以及如何变化提供了基础和参照点,”韦尔蒂说。

该论文发表于《美国气象学会公报》。

来源:亚利桑那大学

原始研究 DOI: 10.1175/BAMS-D-20-0182.1

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