Utahs Wasatch Mountains är kända för att ha "The Greatest Snow on Earth". Snösökare i jakten på skid- och snowboardåkning i världsklass bidrar med över en miljard dollar årligen till ekonomin. Snösmältning ger också majoriteten av vattnet till snabbt växande befolkningar längs Wasatch-fronten, inklusive Salt Lake City. Att förstå vad som styr tidpunkten och storleken på snösmältningen är avgörande för Utah.

Det är mer komplicerat än att värma lufttemperaturer; solens energi och längre dagsljus på våren är de främsta drivkrafterna för snösmältningen. Som att bära en svart skjorta en varm dag, allt som gör snöytan mörkare – som damm – kommer att absorbera mer solljus och påskynda smältningen. När människor fortsätter att förändra landskap, det är mer sannolikt att damm blåser mot närliggande toppar. Ändå har forskare precis börjat förstå effekten av damm på snö.

En ny studie från University of Utah analyserade effekterna av dammavsättning vid en alpin studieplot i Alta, Utah i Wasatch-bergen. För första gången, forskare mätte damm i luften och i snön samtidigt. De upptäckte att en enda dammstorm den 13 april, 2017, deponerade hälften av allt damm för säsongen. Det extra solljuset som absorberades av dammet gjorde snöytan mörkare, och ledde till att snösmältningen en vecka tidigare.

Med hjälp av datorsimuleringar, teamet modellerade var dammet har sitt ursprung. De upptäckte att först, före stormen, damm kom från söder, men flyttade sedan till väster. De västliga vindarna förde med sig damm från "hot spots" i Great Salt Lakes torra sjöbädd, en relativt ny dammkälla på grund av historiskt låga sjönivåer.

"Det som är viktigt med Great Salt Lake är att det inte finns några vattenrättigheter, ingen policy för att upprätthålla sjönivåer. När sjön minskar, dammhändelser förväntas bli vanligare, sa McKenzie Skiles, biträdande professor i geografi vid U och huvudförfattare till studien. "Allt som påverkar snösmältningen kan få ekonomiska och hydrologiska konsekvenser. Och nu ligger en av dammkällsregionerna alldeles intill. Skulle vi kunna göra något åt ​​det genom att anta en politik som upprätthåller en lägsta sjönivå?"

Studien publicerades online den 21 december i tidskriften Miljöforskningsbrev .

Snösmältning i Wasatch

Skiles och hennes team observerade fem dammhändelser under våren 2017, men fokuserade på en enda storm den 13 april eftersom den avsatte den största mängden damm, och för att dammet verkade komma från Great Salt Lakes torra sjöbädd. Teamet samlade in data vid Atwater Study Plot, nära Alta Ski Resort i Alta, Utah. De samlade in data på tre sätt. Först, de tog prov på storleken och antalet luftburna partiklar. Andra, de grävde ut gropar för att analysera snöns egenskaper och provdammkoncentrationer. Tredje, de använde datorsimuleringar för att uppskatta var dammet kom ifrån, och vart den skulle förväntas ta vägen. De var säkra på simuleringarna eftersom de fångade mönstren i prover från luften och snön.

För att mäta hur dammet påverkade snön, Skiles beräknade skillnaden i energiabsorption mellan snö som mörkats av damm, och samma snö om den hade förblivit dammfri. Ekvationen inkluderar snöegenskaper som snökornstorlek, snötäthet, djup och aerosolblandning. Den totala påverkan från damm var att accelerera smältan med 25 procent.

De fann att det mesta av dammet avsattes ungefär en timme efter att den faktiska stormen passerade, i de så kallade "postfrontala" vindarna. Källor som den stora saltsjön Deseret var de största stoftavgivarna; damm från de torra sjöbottnarna stod för cirka 10 procent av avsatt stoft. Dock, datorsimuleringarna tyder på att mycket av dammet blåste norr om studieplanen. Utan snöobservationer i regionen, forskarna kunde inte verifiera högre dammavsättning men de antar att påverkan troligen var större i norra Wasatch.

"I de flesta människors sinnen, damm är en naturlig aerosol. Men storleken och frekvensen av luftburet damm påverkas av mänsklig aktivitet, förändrade landskap gör att damm mer benägna att plockas upp av vinden, " sa Skiles. "Vi vet att sedan västerlandets bosättning, mängden damm i luften har ökat. Och på samma gång, på grund av uppströms vattenuttag, sjönivåerna sjunker också, exponerar ännu mer damm."

Damm är ett globalt problem

I oktober, Skiles var medförfattare till en artikel som granskade litteratur om den växande globala frågan om "ljusabsorberande partiklar" på snö i tidskriften Nature. Det klimatvetenskapliga samfundet har insett effekten av aerosoler som är tydligt kopplade till mänsklig aktivitet, som sot, men har ännu inte övervägt andra partiklar som gör snö mörkare och påskyndar smältningen.

"Globalt minskar snön och det är inte bara från ett värmande klimat - det är mer komplicerat än så - snön blir också mörkare, " sa Skiles. "Vi vet att på vissa ställen påverkar aerosoler vattenresurser, och det har denna långsiktiga klimatpåverkan. Vi vet också att nedfallsnivåerna sannolikt inte kommer att minska i framtiden. Även om vi ännu inte förstår den exakta storleken av påverkan, vi vet att damm kräver mer uppmärksamhet."

Skiles har studerat damm på snö i Colorado Rockies, men vill fortsätta titta på andra bergsområden.

"Jag är intresserad av att leta i Wyoming, Montana och här i Utah eftersom vi behöver det regionala perspektivet – vi vet att damm har en dramatisk inverkan på snösmältningen i Colorado, men hur är effekten på andra ställen? Om damm inte är lika viktigt i dessa regioner, vad är det då som styr förändrade snösmältningsmönster?" frågade hon.