Statistiska modeller baserade på flera årstider av fältforskning om utbredningen av snö i Alaska leder till en djupare förståelse av förändrad hydrologi, topografi och vegetationsdynamik i Arktis och subarktis. Kredit:Los Alamos National Laboratory
Omfattande data från flera säsonger av fältforskning i Alaskas Arktis kommer att behandla osäkerheter i jordsystemet och klimatförändringsmodeller om snötäcke i hela regionen och dess inverkan på vatten och miljö.
"Snötäcket och dess utbredning påverkar inte bara Arktis utan globala energibalanser, och därför är hur det förändras av avgörande betydelse för att förstå hur det framtida globala klimatet kommer att förändras", säger Katrina Bennett, huvudförfattare till artikeln i The Cryosphere . Bennett är huvudutredare vid Los Alamos National Laboratory för Department of Energys nästa generations ekosystemexperiment Arctic-projekt. "Vår statistiska modell fyller ut luckan i att förstå den rumsliga fördelningen av snö."
Forskningen fann att den rumsliga fördelningen är mest beroende av vegetation, höjd och landskapsegenskaper, såsom bäckbankar och bänkar – områden med topografisk variation där buskar växer och snö samlas.
Baserat på slumpmässig skogmaskininlärning, karakteriserar den statistiska modellen det rumsliga mönstret av snöfördelningen vid slutet av vintern och identifierar nyckelfaktorerna som styr den rumsliga fördelningen. Modellen förutsäger också snöfördelningen för de lokala studieplatserna och kan generaliseras över regionen.
Bennett sa att analysen kommer att vara användbar för att validera fysiskt baserade hydrologimodeller för permafrost, såsom Advanced Terrestrial Simulator utvecklad vid Los Alamos. Arbetet kommer också att hjälpa till att validera och tillhandahålla förbättrad snöomfördelningsrepresentation i landytans modell inom Department of Energys Energy Exascale Earth System Model.
"I slutändan kommer det att öka vår förståelse för förändrad hydrologi, topografi och vegetationsdynamik i Arktis och subarktis," sa Bennett.
Årstider i snön
Det multiinstitutionella forskarteamet, som inkluderade medlemmar från Los Alamos, University of Alaska Fairbanks, Lawrence Berkeley National Laboratory, Oak Ridge National Laboratory och University of Wisconsin–Madison, genomförde snöundersökningar under vårmånaderna 2017–2019 på två små platser på Sewardhalvön.
"Vi vill tacksamt tacka Mary's Igloo, Sitnasuak och Council Native Corporation för deras vägledning och för att de tillåter oss att bedriva vår forskning på deras traditionella länder," sa Bennett.
Fältarbetet fokuserade på att samla in snödjups- och snödensitetsmätningar i slutet av vintern för att beräkna mängden vatten som finns i snöpacken. Dessa mätningar karakteriserar snötäckets inverkan på vatten och temperatur bättre än vad snödjupsmätningar gör.
För att skapa en modell av snöfördelningen uppskattade teamet landskapsfaktorer för topografi, vegetation och vind och kvantifierade sedan deras inverkan på snöfördelningen med hjälp av tre statistiska modeller. + Utforska vidare
