Sommaren 2019, Desert Research Institute (DRI) forskare Rosemary Carroll, Ph.D., väntade på ankomsten av den nordamerikanska monsunen, som normalt ger en nödvändig dos sommarfuktighet till området där hon bor i Crested Butte, Colo. - men för fjärde året i rad, regnen kom aldrig riktigt.

"2019 hade bara en fruktansvärd monsun, "Carroll sa." Bara den svagaste monsunen. Och vi hade haft några år av svaga monsuner innan det, som verkligen fick mig att undra, hur viktigt är monsunen för senflödesflödet här i övre Colorado River -bassängen? Och hur påverkar monsunerna följande års strömflöde? "

Arbetar i partnerskap med kollegorna David Gochis, Ph.D., från National Center for Atmospheric Research och Kenneth Williams, Ph.D., av Lawrence Berkeley National Laboratory, Carroll gav sig ut för att utforska vikten av monsunregn i flödesgenerering i en Colorado River huvudvattenbassäng.

Lagets resultat, som publiceras i en ny tidning i Geofysiska forskningsbrev , pekar på både monsunregnens betydelse för att upprätthålla Upper Colorado -flodens vattentillförsel och monsunernas minskande förmåga att fylla på sommarflödet i en varmare framtid med mindre snöackumulering.

Deras studie fokuserar på East River vattendelare, en orörd, hög höjd, snödominerat huvudvattenbassäng i Colorado River och en del av Watershed Function Scientific Focus Area (SFA) -programmet som undersöker hur störningar i bergssystem-som översvämningar, torka, byte av snöpack och tidigare snösmältning -påverkar nedströms leverans av vatten, näringsämnen, kol, och metaller.

Med hjälp av en hydrologisk modell och flera decennier av klimatdata från East River -vattendelen, Carroll och hennes kollegor fann att monsunregn normalt levererar cirka 18 procent av bassängens vatten och producerar cirka 10 procent av det årliga strömflödet, med strömflöde genererat främst i de högre höjderna av bassängen.

"Mängden strömflöde som produceras av monsuner, även om det inte är geografiskt omfattande, är faktiskt något betydande, "Carroll sa." Det var större än jag trodde att det skulle vara. Det betyder inte att allt det vattnet kommer till en reservoar -som troligen används av flodväxter eller bevattning, men det uppfyller fortfarande vissa behov inom bassängen. "

Nästa, laget undersökte förmågan hos dessa sommarregn att producera strömflöde under svala år med hög snöackumulering, och under varma år med mindre snöansamling. Under svala år med mer snö, markfuktigheten var högre under sommaren, och större strömflöde genererades av monsunregnen. Under varmare år med låg snöpåse, torr jord absorberade mycket av de monsunala regnen, och mindre avrinning tog sig till vattendragen.

"Du kan tänka på jordzonen som en svamp som måste fyllas på innan den kan låta vatten röra sig genom den, "Carroll sa." Så, om det redan är uttömt eftersom du hade lågt snöpack, monsunen måste sedan fylla den igen, och det minskar mängden vatten som du faktiskt får i floden. "

När klimatet värms upp, snöpackning i Rocky Mountains och andra bergssystem förväntas minska, vilket leder till minskat strömningsflöde. Stigande temperaturer leder också till ökad markavdunstning och ökad vattenanvändning av växter. Enligt resultaten från Carrolls studie, dessa förändringar kommer att minska förmågan hos vatten från monsunen att ta sig till floden som strömflöde.

"Våra resultat indikerar att när vi går mot ett klimat som är varmare och vårt snöpås minskar, monsunregnets förmåga att buffra dessa förluster i strömflödet kommer också att gå ner, "Carroll sa." Så, monsunen är inte någon silverkula som kommer att hjälpa till att mildra dessa förändringar. "

Colorado River är en kritiskt viktig resurs för människor som bor i södra Nevada, där den står för cirka 90 procent av vattenförsörjningen. Även om avrinning från vintersnöpackning ger en mycket större andel av flödet varje år än monsunerna, den monsunala fukten är viktig för både ekosystem och människor delvis eftersom den kommer vid en annan tid på året. Och i ett system som Colorado River, där varje droppe vatten tilldelas, om det inte kommer monsunregn, det skapar brist någonstans nedströms.

"När det gäller vattenresurser, om monsunregn är användbart och bidrar till flödet under sen säsong, då har förlusten av det vattnet uppenbarligen konsekvenser för ekosystemen i dessa system, "Carroll sa." Detta vatten är verkligen viktigt för att stödja livsmiljöer där. Men det är också viktigt för mänskligt bruk. Om någon mängd vatten som vi litar på inte finns där, då måste något ge. Övre bassängen måste överväga hur de ska hantera sitt vatten för att uppfylla dessa nedströms skyldigheter. "