اخبار – آلودگی کمتری که در برف رسوب می‌کند، می‌تواند به کاهش روند کاهش برف نیمکره شمالی در اواخر این قرن کمک کند. اگرچه برف به دلیل افزایش دما همچنان کاهش خواهد یافت، اما با در نظر گرفتن برف پاک‌تر آینده، چشم‌انداز بسیار بدتر خواهد بود.
در برخی سناریوها، محققان پیش‌بینی می‌کنند که کاهش برف کمتر از نصف آن چیزی است که پیش‌بینی شده بود – خبر خوبی برای بسیاری از افرادی که به ذوب برف بعدی در کوه‌های مرتفع برای تولید آب و غذا متکی هستند و برای کسانی که به تفریحات زمستانی وابسته هستند. .
این یافته ها توسط دانشمندان وزارت انرژی بدست آمده است آزمایشگاه ملی شمال غرب اقیانوس آرام که چندین عامل موثر بر برف را ارزیابی کرد. اینها شامل گرم شدن دما، آلودگی، گرد و غبار و حتی شکل دانه های برف در هنگام جمع شدن روی زمین است.
یافته ها منتشر شد 2 اکتبر در Nature Communications.
برف تمیز در مقابل برف کثیف
دالی هائو، نویسنده اول و مسئول این مطالعه گفت: برف فقط برف نیست. “برف تمیز و برف کثیف وجود دارد، و نحوه واکنش آنها به نور خورشید بسیار متفاوت است. و سپس اشکال دانه های برف وجود دارد که هر چیزی جز یکسان است. همه اینها بر روی برف تأثیر می گذارد.»
البته هر چه هوا گرمتر باشد برف بیشتر آب می شود. به همین دلیل است که دهه های آینده خبرهای بدی را برای برف های کوهستانی و افرادی که به آنها متکی هستند به همراه دارد. محققان تخمین می زنند که 2 میلیارد نفر برای تامین آب شیرین برای آشامیدن و تولید غذا به ذوب برف بهار و تابستان در کوهستان ها متکی هستند. اگر برف کوه سریعتر یا زودتر از حد معمول ذوب شود، به معنای مشکل – آمدن رودخانه ها و سیل در بهار، سپس خشک شدن محصولات و چاه ها در اواخر تابستان است.
«پیش‌بینی‌های بسیار نگران‌کننده‌ای در مورد برف آینده وجود دارد. این یک سوال بسیار مهم است. به عنوان مثال، هیمالیا سرچشمه چندین رودخانه بزرگ در جنوب شرقی و شرق آسیا است. وضعیت برف در کوهستان تاثیر مستقیمی بر کیفیت زندگی میلیون ها نفر دارد.
از میان همه عوامل موثر بر برف آینده، بزرگترین آنها در این مطالعه دما و تأثیر ذرات تیره مانند آلودگی و گرد و غبار است. این ذرات بیشتر از برف خالص، نور خورشید را جذب می کنند، سریعتر گرم می شوند و گرمای خورشید را به برف مجاور منتقل می کنند. به همین دلیل است که برف خال های تیره سریعتر از برف تمیز آب می شود.
این ذرات از فعالیت‌های انسانی، مانند گازهای گلخانه‌ای از خودروها و کامیون‌ها یا سوزاندن چوب می‌آیند. یا می توانند به طور طبیعی از دمیدن گرد و غبار به وجود بیایند – اگرچه مقدار گرد و غباری که دمیده می شود و روی برف رسوب می کند اغلب نتیجه مستقیم کاری است که مردم انجام می دهند.
در حالی که برف تمیز حدود 80 تا 90 درصد نور خورشید را منعکس می کند، برف کثیف کمتر منعکس می شود – متغیر بزرگی که تیم PNNL می گوید به اندازه تأثیر دما به طور کامل مورد مطالعه قرار نگرفته است. محققان بر این باورند که به دلیل آلودگی کمتر و سوزاندن چوب کمتر، می توان انتظار برف پاک تری را در آینده داشت.
هوای گرمتر در مقابل برف تمیزتر
اما برف پاک‌تر مطمئناً در زمان گرمتر شدن دمای هوا خواهد آمد که از طرق مختلف برف را کاهش می‌دهد. ساده ترین توضیح این است که میزان بارش کمتر به صورت برف و بیشتر به صورت باران می بارد. دمای بالاتر نیز برف های باریده را ذوب می کند.
لئونگ گفت: “گرم شدن دما و برف تمیزتر اثرات رقابتی هستند.” “مقاله ما نشان می دهد که اثر گرمایش غالب است، اما برف تمیزتر بخشی از این اثر را خنثی می کند. ما نمی گوییم در آینده برف زیاد شود. ما می گوییم که برف در آینده به اندازه ای که در غیر این صورت ممکن است کاهش نخواهد یافت.
محققان با استفاده از سال‌های 1995-2014 به‌عنوان پایه تاریخی، روند برف‌های کوهستانی مرتفع را در نیمکره شمالی بررسی کردند. این دوره از افزایش دما و برف کثیف دستوری برای ذوب برف بسیار سریع بود. آنها سپس روند پوشش برف را از سال 2015 تا 2100 با استفاده از دو سناریو مختلف مدلسازی کردند، یکی که در آن انتشار دی اکسید کربن به طور قابل توجهی افزایش می یابد و دیگری که در آن انتشار کاهش می یابد. تمرکز این تیم بر روی فلات تبت در آسیا و غرب ایالات متحده بود.
در هر دو سناریو، انتظار می رود درجه حرارت افزایش یابد. انتظار می رود رسوب ذرات تیره معروف به کربن سیاه کاهش یابد. و افزایش گرد و غبار پیش بینی می شود.
اگر انتشار دی اکسید کربن به دلیل استفاده مداوم از سوخت های فسیلی در سناریویی به نام مسیر اجتماعی-اقتصادی مشترک یا SSP 585 افزایش یابد، دما به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. زمانی که تغییرات ذرات تاریک در نظر گرفته نمی شود، تیم کاهش پوشش برف را حدود 58 درصد تخمین می زند. اما برف تمیزتر ناشی از آلودگی کمتر – حتی با گرد و غبار جذب کننده نور بیشتر – این تلفات را تا 8 درصد کاهش می دهد.
اگر انتشار دی اکسید کربن به طور قابل توجهی کاهش یابد (SSP 126)، از بین رفتن پوشش برف بسیار کمتر است. زمانی که تغییرات ذرات تاریک در نظر گرفته نشود، تیم کاهش پوشش برف را حدود 15 درصد تخمین می زند. اما وقتی برف پاک‌تر در نظر گرفته شود، از دست دادن برف بیش از نصف یعنی 52 درصد کاهش می‌یابد.
تنوع شکل دانه های برف و عوامل دیگر
هر کسی که در کولاک رانندگی کرده باشد، می تواند آشفتگی و عدم اطمینانی را که برف می تواند ایجاد کند، تأیید کند. این در مورد دانشمندانی مانند Hao نیز صادق است، که تأثیر نه چندان ظریف شکل دانه های برف را می یابند.
اوایل امسال، هائو و همکاران اشاره کردند شکل‌های متنوع دانه‌های برف واقعی باعث می‌شود که برف کندتر از مدل‌هایی که دانه‌ها به صورت کروی یکنواخت فرض می‌شوند ذوب شود. دانه های کروی برف نور خورشید را بیشتر جذب می کنند و برف بیشتری را ذوب می کنند. اشکال عجیب و غریب تکه های واقعی نور خورشید را بیشتر منعکس می کنند و برف کمتری را ذوب می کنند. این این یافته ها در تابستان امسال تقویت شد توسط تیمی از دانشمندان فرانسوی
این بدان معناست که برف واقعی انباشته شده روی زمین کندتر از آنچه بسیاری از مدل‌هایی که از «پره‌های کروی» استفاده می‌کنند، ذوب می‌شود. این بخشی از دلایل یافته های تیم است.
تعدادی از عوامل دیگر نیز دخیل هستند. به عنوان مثال، دمای بالاتر منجر به آتش سوزی های بیشتر و تولید ذرات تیره بیشتر می شود. اما هائو خاطرنشان می‌کند که فعالیت آتش‌سوزی‌ها در تابستان و پاییز، قبل از بارش برف زیاد در کوه‌ها، به اوج خود می‌رسد، بنابراین تأثیر آن در اواخر بهار، زمانی که برف‌ها آب می‌شود، احتمالاً حداقل خواهد بود.
سپس از بین رفتن “پوسته بیولوژیکی خاک” وجود دارد، جایی که باکتری ها، گلسنگ ها، جلبک ها و سایر موجودات به سطح خاک نفوذ کرده و آن را تثبیت می کنند. محققان انتظار دارند که این نوع خاک با گرم شدن دما کاهش یابد – یکی از دلایلی که همراه با افزایش توسعه زمین، انتظار گرد و غبار بیشتر در آینده را داشته باشد.
در حالی که عوامل زیادی در بازی وجود دارد، تیم PNNL دریافت که افزایش دما و کاهش ماده تاریک دو عامل قوی‌ترین تاثیرگذار بر برف آینده هستند.
لئونگ می‌گوید: «بیشتر مدل‌ها این دو اثر، گرم شدن و برف کثیف را در کنار هم در هنگام پیش‌بینی تغییرات آینده در نظر نگرفته‌اند. انجام این کار مهم است زیرا می توانند اثرات معکوس داشته باشند. تعیین اینکه چه کسی نفوذ غالب بیشتری دارد، کلید تعیین سرنوشت برف در آینده است.
علاوه بر Hao و Leung، نویسندگان شامل دانشمندان PNNL Gautam Bisht، Hailong Wang، Donghui Xu، Huilin Huang و Yun Qian هستند.
این تحقیق توسط دفتر علوم DOE تأمین مالی شد. این تیم از منابع محاسباتی در مرکز ملی محاسبات علمی برای تحقیقات انرژی، یک مرکز کاربر دفتر علوم DOE در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی استفاده کرد.
