Det sägs på klibbiga sommardagar:"Det är inte värmen, det är fuktigheten." Det gäller även på vintern, och kan hålla nyckeln till framtiden för snöpackningar och vattenresurser i den amerikanska västern.

I en ny studie publicerad idag i Proceedings of the National Academy of Sciences , University of Utah professor Paul Brooks och University of Nevada Reno professor Adrian Harpold visar att förändringar i luftfuktighet kan avgöra hur snöpackningens bidrag till bäckar, sjöar och grundvatten förändras när klimatet värms upp. Förvånande, molnig, gråa och fuktiga vinterdagar kan faktiskt göra att snösäcken värms snabbare, ökar sannolikheten för smältning under vintermånaderna när snöpackningen bör växa, rapporterar författarna. I kontrast, under klar himmel och låg luftfuktighet kan snön bli kallare än luften, bevara snöpaketet fram till våren.

Klimatförändring, de säger, kan justera upp vinterfuktigheten i vissa regioner och ner i andra.

"Det betyder att trender och mönster i luftfuktighet kommer att vara mycket viktiga för snöns framtid, " säger Harpold.

Vart tog snön vägen?

Brooks säger att forskare har känt till att ett förändrat klimat kan ha stora effekter på vattenresurser som härrör från snösmältning. "Men det har varit oklart hittills, " han säger, "varför vissa områden verkar vara mycket mer känsliga för förändringar medan andra platser verkar motståndskraftiga."

Forskare har utvärderat olika mekanismer som kan förklara minskande snöpackningar i en värmande värld:tidigare uppkomst av snösmältning, en förändring i smälthastigheter och skiftningar från snö till regn under vissa förhållanden. Men även dessa förklaringar gällde inte brett för miljöer i hela väst, vilket ledde till att Harpold och Brooks tittade på mer grundläggande principer för hur snö smälter.

Följ med värmeflödet

Forskare vet att det finns olika former av energi, inklusive känslig värme (som vi mäter som temperatur), strålande energi (som vad vi känner från solen), och latent värme. Latent värme är smygande - den frigörs och absorberas när vattnet byter fas, till exempel mellan is och flytande vatten. Du upplever kraften i latent värme en svettig sommardag. När svetten på din hud avdunstar, det absorberar värme i övergången från flytande vatten till vattenånga, kyler ner dig under processen.

Så hur gäller detta för snösmältning? Snöns lysande vita är resultatet av snökristaller som reflekterar inkommande solstrålning. Detta minimerar energitillförseln till snön, och leder också till den solbränna som är så vanlig när man åker skidor på soliga vinterdagar. Den molekylära strukturen hos snökristaller avger också energi tillbaka till himlen på klara nätter - vilket tjänar till att kyla snöpacket. Också, snö på torra dagar kan "sublimera, " eller ändra direkt från ett fast ämne till ånga. Denna process, precis som avdunstning, absorberar värme och kyler ner snön ytterligare.

"Det är en av anledningarna till att åka skidor i Utah, Colorado, New Mexico eller östra Sierra kan vara så kul!" säger Brooks. "Snön förblir kall och torr och pudrig, medan solen värmer oss när vi åker skidor eller sitter på ett däck och beundrar utsikten – speciellt om vi bär mörka färger."

Molnig, fuktiga dagar vänder kylningen från både strålning och sublimering - molntäcke förhindrar snö från att avge energi, och kondensering av vattenånga på snön frigör latent värme, värmer snön. Det är därför som ett par fuktiga dagar med temperaturer runt fryspunkten resulterar i stora smälthändelser och även mindre översvämningar. Ett extremt fall av detta kan komma under dimmiga dagar, säger Brooks. "Vi säger ofta 'dimma äter snö'."

Snö i väst

Brooks och Harpold tittade på snöpackdata från mer än 400 platser runt om i väst, från den fuktiga Pacific Northwest till den torra öknen sydväst. Över hela den mångfalden av miljöer, de fann att både torra och fuktiga miljöer svarade på klimatuppvärmningen med episoder av förlust av snöpackningar. I fuktiga områden, fastän, avsnitten var främst snösmältning, medan avsnittet i torra områden dominerades av sublimering - direkt förlust av snö till atmosfären. Och dessa effekter kommer sannolikt att bli mer intensiva med mer uppvärmning, säger Harpold. "Vi fann att relativ luftfuktighet i allmänhet har ökat både i nordvästra Stilla havet och minskat i öken sydväst under de senaste 30 åren, förstärker mönstren för vintersmältning i Pacific Northwest och sublimering i sydväst."

"Vad vi inte vet, Brooks säger, "är hur luftfuktigheten kommer att förändras i områdena däremellan - inklusive Klippiga bergen och Great Basin."

Tills nu, framtida trender i vinterfuktighet har inte varit i fokus för förutsägelser, säger Harpold. "Vårt arbete visar att detta kommer att vara en nyckelvariabel som vi måste förutse under klimatförändringar." Om luftfuktigheten ökar, Vattenförvaltare kan ställas inför utmaningen att lagra vatten under längre perioder samtidigt som de mildrar översvämningar i mitten av vintern. I kontrast, en minskning av luftfuktigheten kommer att ytterligare stressa redan begränsade vattentillgångar.

"Långsiktig planering för reservoarer, vattenlagring och vattenförsörjningssystem är också nyckeln för vattenförvaltare, " Harpold säger. "Till exempel, i Sierra och Lake Tahoe kan du se ett årligt mönster av fuktiga luftmassor som rör sig över regionen, så planer bör göras med dessa regionala mönster i åtanke.

"När vi når en tipppunkt och ser vårt vanliga vattenlagringssystem, snöpacken, smälter mer och tidigare på vintern, system som är beroende av snösmältning kommer att behöva omvärderas och modifieras."

Så, titta på snön runt stan resten av vintern. Håll utkik efter snön som ligger kvar i skuggorna även under varma soliga dagar. Och se vad som händer med samma snö under grå dagar och nätter - snabbt, fastän, innan allt är borta.