När världen värms upp, fjällsnacksäck kommer inte bara att smälta tidigare, det kommer också att smälta långsammare, enligt en ny studie av forskare vid National Center for Atmospheric Research (NCAR).

Det kontraintuitiva fyndet, publiceras idag i tidskriften Naturens klimatförändringar , kan få omfattande konsekvenser för vattenförsörjningen, ekosystems hälsa, och översvämningsrisk.

"När snösmältningen skiftar tidigare på året, snön smälter inte längre under senvårens och försommarens höga solvinklar, " sa NCAR postdoktor Keith Musselman, huvudförfattare till tidningen. "Solen ger helt enkelt inte tillräckligt med energi vid den tiden på året för att driva höga snösmältningshastigheter."

Studien finansierades av National Science Foundation, NCAR:s sponsor.

Fynden kan förklara nyare forskning som tyder på att det genomsnittliga strömflödet i vattendelar som omfattar snöiga berg kan minska när klimatet värms upp – även om den totala mängden nederbörd i vattendelaren förblir oförändrad. Det beror på att snösmältningshastigheten direkt kan påverka strömflödet. När snöpacken smälter långsammare, det resulterande vattnet dröjer kvar i jorden, ger växterna större möjlighet att ta upp fukten. Vatten som absorberas av växter är vatten som inte kommer in i bäcken, potentiellt minska flöden.

Musselman blev först intresserad av hur snösmältningstakten kan förändras i framtiden när han forskade i Sierra Nevada. Han märkte att grundare, snöpackning på lägre höjd smälte tidigare och långsammare än tjockare, snöpackning på högre höjder. Snön när det blir svalare, högre höjder tenderade att stanna kvar till försommaren – när solen stod relativt högt på himlen och dagarna hade blivit längre – så när den äntligen började smälta, smältningen var snabb.

Musselman undrade om samma fenomen skulle utvecklas i ett framtida klimat, när varmare temperaturer förväntas förvandla snöpackningar på högre höjder till något som ser mycket mer ut som dagens snöpack på lägre höjder. Om så är fallet, resultatet skulle bli mer snö som smälter långsamt och mindre snö smälter snabbt.

För att undersöka frågan, Musselman bekräftade först vad han hade märkt i Sierra genom att analysera ett decenniums observationer av snöpackningar från 979 stationer i USA och Kanada. Han och hans medförfattare - NCAR-forskarna Martyn Clark, Changhai Liu, Kyoko Ikeda, och Roy Rasmussen—sedan simulerade snöpackning under samma årtionde med den NCAR-baserade Weather Research and Forecasting (WRF)-modellen.

När de väl bestämt att resultatet från WRF följdes med observationerna, de använde simuleringar från modellen för att undersöka hur snösmältningshastigheterna kan förändras i Nordamerika runt seklets slut om klimatförändringarna fortsätter med oförminskad styrka.

"Vi hittade en minskning av den totala volymen smältvatten - vilket är vettigt med tanke på att vi förväntar oss att det kommer att bli mindre snö totalt sett i framtiden, " sade Musselman. "Men även med denna minskning, vi fann en ökning av mängden vatten som produceras vid låga smälthastigheter och, på baksidan, en minskning av mängden vatten som produceras vid höga smälthastigheter."

Även om studien inte undersökte omfattningen av implikationer som kan komma från resultaten, Musselman sa att effekterna kan vara långtgående. Till exempel, en minskning av höga smälthastigheter kan innebära färre våröversvämningar, vilket skulle kunna minska risken för skador på infrastrukturen men också negativt påverka kustens ekosystem. Ändringar i tidpunkten och mängden av avrinning av snösmältning kan också orsaka varmare temperaturer i strömmen, som skulle påverka öring och andra fiskarter, och den förväntade minskningen av strömflödet kan orsaka brister i stadsvattenförsörjning.

"Vi hoppas att den här studien motiverar forskare från många andra discipliner att gräva i vår forskning så att vi bättre kan förstå de enorma implikationerna av denna planerade förändring i hydrologiska mönster, " sa Musselman.