Uppvärmning och nedkylning av det tropiska Stilla havets ytvatten på hösten och vintern kan hjälpa till att förutsäga tidpunkten för vårens is-out-datum i sjöar över Maine och den nordamerikanska regionen, enligt nya studier av University of Maine -forskare.

Möjligheten att förutsäga tidpunkten för sjöis minst en säsong framåt kan informera en rad problem, från sjöekosystem och vattenkvalitetsstudier till evenemang i samhället, som isfiske -derbier.

En ovanligt kort isisäsong har potential att påverka stabiliteten, hälsa och funktion hos sjöekosystem, enligt Mussie T. Beyene, som avslutar doktorandstudier i civil- och miljöteknik vid UMaine.

Eftersom vinterväderförhållandena påverkar sjöisperioden, Beyene strävar efter att erbjuda sätt på vilka klimatinformation kan användas för att bedöma förändringar i nordamerikanska sjöar minst en säsong framåt. Forskningen är i fokus för två nyligen publicerade tidningsartiklar av Beyene och Shaleen Jain, docent i civil- och miljöteknik vid UMaine.

Klimatstudier har visat El Nino-Southern Oscillation (ENSO), en periodisk såg i tropiska Stillahavets yttemperatur och tryck, påverkar det nordamerikanska vintervädret, enligt Beyene.

I tidigare forskning har Beyene och Jain bestämde förekomsten av säsongsbetonade trösklar för vintertemperaturer som ger ovanligt tidiga och sena is-out-datum-när vinteris helt försvinner från vattenytan-i Mainesjöarna.

Forskarna tittade också på rollen som regionala nordamerikanska atmosfäriska cirkulationsmönster i samband med El Nino, eller ENSO:s varma fas, för att främja varmare vintrar, som producerar tidiga sjö-is-out-datum i Maine.

En viktig förutsägare för vår-is-out-datum är de ackumulerade frys- och smältningsgraderna-summan av temperaturer under och över frysning av vatten, 32 grader Fahrenheit.

I parets senaste tidning publicerad i Vattenresursforskning , de undersökte rollen som vinterackumulerade frys- och smältningsgrader och andra meteorologiska variabler, som snöfall, på is-out datum i Maine sjöar.

Arbetar med Ramesh Gupta, förvaltarprofessorn i matematik och statistik vid UMaine, de utvecklade ett linjärt-cirkulärt regressionsramverk för att modellera effekterna av säsongens meteorologiska variabler på sjöisfenologi.

Forskarna fann att storleken och variationen av vårtemperaturer förklarar mer än hälften av den totala variationen i vårens isdatum för Maine -sjöar. Förhållandet mellan vårsnöfall och tidpunkten för vårens is -out -datum är det starkaste i norra inre Maine -sjöar och effekten av vintersnöfall på is -out -datum är signifikant främst i Maine -sjöarna vid kusten.

Dock, den roll som vinterackumulerade frys- och smältningsdagar för att bestämma istid i Mainesjöar visade sig vara betydande i alla klimatregioner, enligt forskarna.

Aktuell forskning visar effekten av ENSO -händelser på det nordamerikanska vinterklimatet varierar beroende på platsen och amplituden för uppvärmning och kylning av det tropiska Stilla havet.

I en tidning som nyligen publicerades i International Journal of Climatology , Beyene och Jain undersökte rollen hos olika El Nino-förhållanden på åtta nordamerikanska sjöis-out-datum och utvecklade en riskanalysmetod för att bedöma sannolikheten för tidig isutgång. För några sjöar, uppvärmningsmönster i det östra tropiska Stillahavsområdet var förknippade med nästan dubbelt så stor risk för tidigt isutfall.

"National Oceanic and Atmospheric Administration ger en bild av vinterns ENSO -stat, ibland sex månader framåt, "Beyene säger." Genom att bestämma de vinterackumulerade frysgradsdagströsklarna som producerar tidiga is-ut datum i sjöar, vi kan använda våra vinterakkumulerade frysgradsmodeller som innehåller ENSO-index som förutsägare för att uppskatta sannolikheten för ett tidigt eller sent is-ut datum en säsong framåt. Vi tror att många insjörelaterade undersökningar och aktiviteter i Maine och på andra håll kan dra nytta av dessa prognoser. "