En framtida varmare värld kommer med största sannolikhet att minska färskvattnet från Sierra Nevada bergssnöpackning. Nu en ny studie av Department of Energy Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) som analyserade huvudvattenregionerna i Kaliforniens 10 stora reservoarer, representerar nästan hälften av statens ytlagring, fann att de i genomsnitt kunde se en 79 procent minskning i toppsnöpackningens vattenvolym med 2100.

Vad mer, studien fann att topptiden, som historiskt har varit den 1 april, kan gå upp till fyra veckor, vilket betyder att snö kommer att smälta tidigare, vilket ökar tidsfördröjningen mellan när vatten är tillgängligt och när det är mest efterfrågat.

Publicerad nyligen i tidningen Geofysiska forskningsbrev , "The Changing Character of the California Sierra Nevada as a Natural Reservoir" syftar till att svara på när och hur snöpaket och snösmältning kommer att förändras-inklusive om det finns variationer efter region eller höjd-genom att analysera klimatsimuleringar i mitten av århundradet och slutet av århundradet över fem olika regionala klimatmodeller.

"Den här studien är unik genom att vi samplar över en modellgrupp så att vi kan se om modellerna är oense i mitten av århundradet och slutet av seklet i ett antal olika snöpackningsåtgärder, såsom topptiming, total vattenvolym, och smälthastighet, "sa Alan Rhoades, en postdoktor i Berkeley Lab och huvudförfattare till studien. "Det vi fann är att modellerna vanligtvis inte håller mer i mitten av århundradet, men i slutet av århundradet är de i stort sett i samklang med en annan att under ett högutsläppsscenario kommer det att bli en dramatisk nedgång i Sierra Nevada snöpackning år 2100. "

Det som också var utmärkande för denna forskning är att forskarna arbetade direkt med vattenförvaltare i syfte att producera "användbar vetenskap". Det inkluderade att få feedback från vattenförvaltare om vilka mätvärden som skulle vara mest användbara för resursplaneringsändamål.

"Vattenförvaltare konkurrerar ständigt mellan hur stor översvämningsrisk de kan hantera med magasinlagring och hur mycket försörjning de kan ge för stads- och jordbruksanvändare, "Sa Rhoades." Vi samarbetar med dem, och säg, Hallå, är detta ett användbart sätt att titta på bergssnöpackningsproblem? "

Mountain snowpack är en kritisk vattenkälla för Kalifornien, och mycket av det kommer i ett mycket smalt fönster. "Vår nederbörd är verkligen intermittent och extremt driven, "Sa Rhoades." Vi får i princip 50 procent av vår årliga nederbörd på fem till 15 dagar, eller en till två veckor. Vårt vattenbehov är högst under sommarmånaderna när vi inte får mycket nederbörd, så vi litar verkligen på bergssnöpackning som ett stopp för vår vattenförsörjning. "

En annan anmärkningsvärd egenskap hos stormar i Kalifornien är att de är relativt varma. "Så när världen fortsätter att värma, dessa stormar kommer att bli ännu varmare och kommer inte lätt att frysa, varigenom du kan ha snöfall eller snöansamling och snöns beständighet på ytan, " han sa.

Som ett resultat, mängden snö beräknas minska medan regn kan öka, även om denna studie inte tittade på nederbörd.

För denna studie, Rhoades och hans medförfattare-klimatforskaren Berkeley Lab Andrew Jones och UC Davis biträdande professor i regional klimatmodellering Paul Ullrich-analyserade nio simuleringar över fem olika regionala klimatmodeller som ingår i det nordamerikanska CORDEX, som övervakas av en grupp forskare som samordnar sina dataprotokoll för att kunna isolera och analysera orsak och verkan. Simuleringarna kördes i upplösningar på 25 km och 50 km och antog ett högutsläppsscenario, enligt definitionen av FN:s mellanstatliga panel för klimatförändringar.

Forskarna analyserade snöpaket uppströms 10 stora reservoarer - tre i norra Kalifornien, tre i centrala Kalifornien, och fyra i södra Kalifornien. I genomsnitt förutspådde klimatmodellerna 79 procent mindre snöpackning vid högsta tidpunkt i slutet av seklet jämfört med historiska nivåer och topptimingen skiftade fyra veckor tidigare. Topptiden är viktig för vattenförvaltare som en indikator på början av smältsäsongen.

En annan upptäckt var en mer dramatisk nedgång i snöpackning i norra Kalifornien, särskilt i mitten av århundradet, än i andra delar av staten. Anledningen till det, Rhoades sa:kan bero på att berg i norra Sierras har lägre genomsnittliga höjder än i centrala och södra Sierras och därför är mindre kapabla att ändra stormfas från regn till snö.

Dessutom, studien fann också att snösmältningstakten kommer att minska. Så den totala snösäsongen, som inkluderar både ackumulerings- och smältdelen av säsongen, kommer att minska med 20 dagar i mitten av århundradet och 39 dagar i slutet av århundradet (främst i ackumuleringsdelen av säsongen). Detta beror delvis på att framtida stormsystem kommer att producera mindre snö men också för att med topptimingen förskjutas till tidigare under året, dagarna är kortare och mindre energi finns tillgänglig för att smälta snön.

Den senaste nationella klimatbedömningen nådde liknande slutsatser om fallande snöpack i en varmare värld, med tidigare toppar och långsammare smältning. "Snöpacklitteraturen konvergerar i stort sett till samma allmänna slutsatser på kontinental-till-bergsnivå i en värmande framtid, "Sa Rhoades. Han tillade att den nya Berkeley Lab -studien tar upp några av forskningsluckorna i den nationella klimatbedömningen på tre sätt - genom att analysera snöpaket över flera modeller, vilket gör att de kan titta på den osäkerhet som är förknippad med valet av klimatmodeller; genom att analysera data i mer relevanta vattenförvaltningsrelevanta regioner; och genom att integrera input från intressenter för att göra data mer användbar.