W środku wielkiej suszy naukowcy pracują nad poprawą pomiarów śniegu wykorzystywanych do prognozowania dostaw wody.
Gdy kończy się kolejna zima, gdy Zachód Stanów Zjednoczonych wciąż znajduje się w uścisku największej suszy od 1200 lat, naukowcy i zarządcy gospodarki wodnej patrzą na stan zaspy śnieżnej. Górski śnieg to naturalny zbiornik wodny: topniejący wiosną i latem zapewnia stały dopływ wody milionom ludzi, którzy korzystają z niej w rolnictwie, przemyśle oraz w zastosowaniach komunalnych i mieszkaniowych.
Aby prognozować dostawy wody na nadchodzący rok, hydrolodzy i zarządcy gospodarki wodnej opierają się na pomiarach pokrywy śnieżnej, w szczególności ekwiwalentu wody w śniegu (SWE), który jest miarą ilości ciekłej wody zmagazynowanej w śniegu. W zachodnich Stanach Zjednoczonych szczyty opadów śniegu zwykle osiągają około 1 kwietnia. Ocena pokrywy śnieżnej w tym dniu była tradycyjnie wykorzystywana do przewidywania przepływów strumieni, poziomów składowania w zbiornikach i potencjalnych warunków pożaru przez resztę roku.
W tym roku, w związku z deficytem wilgoci w glebie i atmosferze związanym z suszą, naukowcy obserwują rozległe i poważne warunki niskiego śniegu i niskiego odpływu na Zachodzie, powiedział Benjamin Hatchett, hydroklimatolog z Desert Research Institute, który bada susze śnieżne. „Zazwyczaj niektóre regiony będą złe, niektóre będą sobie dobrze radzić, a inne będą świetnie sobie radzić” – zauważył Hatchett. „Ale kiedy wszędzie [na Zachodzie] jest tak niski śnieg, jest to dość niepokojące”.
Chociaż satelity mogą pokazać, gdzie jest śnieg, nie mogą jeszcze bezpośrednio mierzyć głębokości śniegu ani ekwiwalentów śniegu w wodzie. Pomiary śniegu były wykonywane ręcznie od początku XX wieku. Pod koniec lat 70. zautomatyzowane monitorowanie naziemne rozpoczęło się w sieci SNOTEL, zarządzanej przez Służbę Ochrony Zasobów Naturalnych Departamentu Rolnictwa. Sieć składa się z ponad 900 stacji monitorujących umieszczonych w odległych, wysoko położonych zlewniach w zachodniej części Stanów Zjednoczonych, gdzie zautomatyzowane przyrządy mierzą opady śniegu, opady, temperaturę i inne warunki klimatyczne.
Powyższy wykres porównuje SWE w tym roku wodnym (linia ciągła) z medianą z lat 1983-2022 (linia przerywana) na podstawie danych SNOTEL dla basenu Górnego Kolorado nad jeziorem Powell. Mediana wartości szczytowej dla całego rekordu danych wynosi 15,7 cala — co oznacza, że połowa lat miała wartości szczytowe powyżej 15,7 cala, a połowa miała wartości szczytowe poniżej. Szczytowy poziom SWE w tym regionie był zazwyczaj osiągany między 3 a 7 kwietnia. W tym roku szczyt SWE wynoszący 13,3 cala został osiągnięty 18 marca i utrzymywał się do 24 marca, po czym zaczął spadać.
Stacje SNOTEL rejestrują dane w jednym miejscu, głównie w wąskim zakresie wysokości. Aby oszacować pakiet śnieżny między stacjami i poza nimi — na przykład na wyższych wysokościach i szerszych obszarach geograficznych — badacze muszą ekstrapolować i interpolować.
Naukowcy z Instytutu Badań Arktycznych i Alpejskich (INSTAAR) na Uniwersytecie Kolorado (CU) Boulder poszukują danych satelitarnych, aby poprawić te szacunki dotyczące ekwiwalentu wody w śniegu. Noah Molotch, hydrolog z INSTAAR, wspólnie mianowany w NASA Jet Propulsion Laboratory i Leanne Lestak, koleżanka z CU-Boulder, wykorzystywali od 20 lat dane satelitarne o obszarach pokrytych śniegiem, wraz z danymi SNOTEL, do generowania danych w czasie zbliżonym do rzeczywistego. szacunki SWE do wykorzystania przez Biuro Rekultywacji Stanów Zjednoczonych. Ich wysiłek w zakresie modelowania może wypełnić luki, których nie obejmuje monitoring naziemny, szczególnie na niektórych wysokościach.
Mapa u góry strony pokazuje SWE w regionie Gór Skalistych w dniu 1 kwietnia 2022 r., zgodnie z modelem opracowanym przez zespół INSTAAR i porównanym ze średnią długoterminową. Ten sam obszar pokazano poniżej, 7 kwietnia 2022 r., na zdjęciu w naturalnych kolorach, uzyskanym przez Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIRS) na satelicie NOAA-NASA Suomi NPP.
Pomimo niektórych obszarów anomalnie wysokiego SWE, większość obszarów waha się od 46 do 95 procent średniej z lat 2000–2020. Dane o pokrytym śniegiem obszarze pochodzą ze spektroradiometru obrazowania średniej rozdzielczości (MODIS) na satelicie Terra NASA. Model uwzględnia również zmienne, takie jak wysokość, nachylenie, szerokość geograficzna i bariery górskie pod wiatr, a także historyczne wzorce SWE i daty topnienia.
„Zarządcy zajmujący się wodą naprawdę lubią widzieć, ile jest śniegu i jakie są średnie wartości procentowe w różnych pasmach wysokości”, powiedział Molotch. „Tam właśnie produkt przestrzenny jest naprawdę cenny. Zarządzający wodą wiedzą, że śnieg z niskich wzniesień będzie spływał wcześniej i zwiększy przepływ strumienia na początku sezonu, podczas gdy wyższe wzniesienia spłyną później i będą głównym źródłem przepływu strumienia później”.
W raporcie z 18 kwietnia wydanym przez Colorado Basin River Forecast Center, prognostycy przewidzieli prawie średnią lub znacznie poniżej średniej objętości zaopatrzenia w wodę w okresie od kwietnia do lipca 2022 r. w dorzeczu Upper Colorado River Basin i Great Basin.
Dorzecze rzeki Kolorado zajmuje powierzchnię 246 000 mil kwadratowych (637 000 kilometrów kwadratowych). Ten drenaż dostarcza wodę dziesiątkom milionów ludzi, w tym mieszkającym w dużych obszarach miejskich poza dorzeczem, takich jak Denver, Salt Lake City i Los Angeles, którzy otrzymują wodę poprzez projekty dywersyjne, takie jak tunele i kanały. Kiedy śnieg topnieje, a woda dociera do rzeki Kolorado, jest gromadzona i przechowywana w Lake Mead za tamą Hoovera oraz w Lake Powell za tamą Glen Canyon. Energia wodna generowana w samym Glen Canyon dostarcza energię elektryczną około 5 milionom ludzi w siedmiu stanach.
Jezioro Powell spadło do najniższego poziomu od czasu pierwszego napełnienia zbiornika w latach 60. XX wieku. Woda za tamą znajduje się na wysokości 3522 stóp nad poziomem morza lub 24 procent pojemności. Jeśli woda spadnie do krytycznego poziomu 3490 stóp, zdolność tamy do produkcji energii wodnej będzie zagrożona. 3 maja amerykańskie Biuro Rekultywacji ogłosiło, że podejmie działania w celu utrzymania krytycznej zdolności wytwarzania energii wodnej w Lake Powell. W ciągu najbliższych 12 miesięcy agencja pozwoli, aby więcej wody wpływało do jeziora z górnych zbiorników, a mniej wody było uwalniane w dół rzeki.
Zdjęcia NASA Earth Observatory autorstwa Joshuy Stevensa i Lauren Dauphin, wykorzystujące dane dzięki uprzejmości Leanne Lestak/University of Colorado-INSTAAR, USDA Natural Resources Conservation Service oraz dane VIIRS z NASA EOSDIS LANCE, GIBS/Worldview i Suomi National Polar-orbiting Współpraca. Opowieść Sary E. Pratt.
Zobacz również nasze szczegółowe prognozy:
