氣候變化和融雪——增大熱量，但是濕度呢？
氣候變化和融雪——增大熱量，但是濕度呢?
在悶熱的夏天說:「這不是熱量，而是濕度。」這在冬天也是如此，並可能成為美國西部積雪和水資源未來的關鍵。
在一項新研究中，猶他大學(University of Utah)教授保羅·布魯克斯(Paul Brooks)和內華達大學(University of Nevada Reno)教授阿德里安·哈普古(Adrian Harpold)表示，濕度的變化可能決定了隨著氣候變暖，積雪對溪流、湖泊和地下水的貢獻會發生怎樣的變化。作者報告說，令人驚訝的是，多雲、灰暗和潮濕的冬天實際上會使積雪升溫更快，增加冬季積雪融化的可能性。相比之下，在晴朗的天空和低濕度下，雪會變得比空氣更冷，將積雪保存到春天。
他們說，氣候變化可以在某些地區調節冬季的濕度，在其他地區也能降低濕度。
Harpold說:「這意味著濕度的趨勢和模式對未來的降雪非常重要。」
雪到哪裡去了?
布魯克斯說，研究人員已經知道，氣候變化可能對融雪形成的水資源產生重大影響。「但到目前為止還不清楚，」他說，「為什麼有些地區似乎對變化更敏感，而其他地區似乎更有彈性。」
研究人員對不同的機制進行了評估，這些機制可以解釋在變暖的世界裡積雪減少的原因:早期的融雪，融化率的變化，以及在一定條件下從雪到雨的變化。但即使是這些解釋也沒有廣泛適用於整個西方的環境，導致Harpold和Brooks研究了雪融化的更基本原理。
隨著熱量的流動。
科學家們知道有各種各樣的能量形式，包括感熱(我們測量的是溫度)、輻射能(如我們從太陽中感受到的)和潛熱。潛熱是隱形的——它被釋放並被吸收為水的變化階段，例如在冰和液態水之間。在一個汗流浹背的夏天，你會感受到潛熱的力量。當你皮膚上的汗液蒸發時，它會吸收從液態水到水蒸氣的轉變過程中的熱量，在這個過程中給你降溫。
那麼，這如何適用於冰雪融化呢?雪晶瑩剔透的白色結晶，來自於反射太陽輻射的雪晶。這可以減少雪的能量輸入，也會導致在陽光明媚的冬季滑雪時的晒傷。雪晶的分子結構也會在晴朗的夜晚將能量釋放回天空——這有助於冷卻積雪。此外，在乾燥的天氣下，雪可以「升華」，也可以直接從固體變為蒸汽。這個過程，就像蒸發一樣，吸收熱量並進一步冷卻雪。
「這是在猶他州、科羅拉多、新墨西哥或東部的塞拉滑雪的原因之一!」」布魯克斯說。「雪會保持寒冷、乾燥和粉狀，而當我們滑雪或坐在甲板上欣賞風景時，太陽會溫暖我們，尤其是當我們穿深色衣服的時候。」
多雲、潮濕的天氣會逆轉輻射和升華的冷卻——雲層覆蓋阻止雪釋放能量，而水汽凝結在雪中釋放潛熱，使雪變暖。這就是為什麼幾個潮濕的日子，氣溫在零度左右，導致大型熔融事件，甚至是小洪水。布魯克斯說，這種情況的極端情況可能出現在霧天。「我們常說『霧吃雪』。」
雪在西方
Brooks和Harpold查看了西部400多個地點的積雪數據，從潮濕的太平洋西北部到西南部乾旱的沙漠。在這一系列的環境中，他們發現乾旱和潮濕環境對氣候變暖的反應都是雪堆損失。但在潮濕地區，這些場景主要是融雪，而在乾旱地區，這些場景主要是升華——直接損失的降雪到大氣中。Harpold說，隨著氣候變暖，這些影響可能會變得更加強烈。「我們發現，在過去的30年里，相對濕度在太平洋西北地區普遍增加，在沙漠西南部減少，這加強了太平洋西北部的冬季融化模式和西南地區的升華。」
「我們不知道的是，」布魯克斯說，「濕度將如何變化，包括落基山脈和大盆地。」
Harpold說，到目前為止，冬季濕度的未來趨勢並不是預測的重點。「我們的工作表明，這將是我們在氣候變化下必須預測的一個關鍵變數。」「如果濕度增加，水管理人員可能會面臨長期儲存水的挑戰，同時減輕冬季的洪水。」相比之下，濕度的降低會進一步加重已經有限的水供應。
Harpold說:「水庫的長期規劃、蓄水和供水系統也是水資源管理的關鍵。例如，在Sierra和Tahoe湖，你可能會看到每年都有潮濕的空氣質量在該地區移動，所以應該考慮到這些區域模式。
「當我們到達一個臨界點，看到我們習慣的蓄水系統，積雪，越來越早在冬天，依賴融雪的系統將需要重新評估和修改。」
所以，在冬天的剩餘時間裡，看看城裡的積雪。即使是在陽光明媚的日子裡，也要注意雪地上的積雪。看看在灰濛濛的白天和黑夜裡，同樣的雪會發生什麼——儘管在它消失之前，它會很快地消失。
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