انتظار می رود دمای دریاچه ها و هوای جهانی در این دهه همچنان افزایش یابد. تغییرات در دمای دریاچه با نوسانات جوی مرتبط است، اما مکانیسم های اساسی که این واکنش ها را هدایت می کنند متفاوت است.
پیش‌بینی می‌شود که پوشش برفی در کوه‌های آلپ به دلیل گرمایش جهانی کاهش یابد. همراه با جو، پوشش برف بر دمای دریاچه و فنولوژی یخ دریاچه در سیستم های آلپ تأثیر می گذارد، اما مطالعات کمی بررسی کرده اند که چگونه سطوح تغییر پوشش برف ممکن است بر دریاچه ها تأثیر بگذارد.
مطالعه ای در Limnology and Oceanography Letters به بررسی چگونگی واکنش گرم شدن دریاچه های آلپ به تغییرات پوشش برف، فنولوژی یخ و الگوهای آب و هوای تابستانی می پردازد.1 این مطالعه همچنین چگونگی تغییر دمای دریاچه تابستانی بین زمستان‌های مرطوب و خشک و سطوح برف مرتبط را بررسی کرد.
نویسندگان در تلاشند تا بفهمند کاهش پیش‌بینی‌شده در بسته‌های برفی چگونه در نهایت بر این اکوسیستم‌های آبی شکننده تأثیر می‌گذارد.
انعکاس دریاچه جورج، دریاچه های ماموت، کالیفرنیا. (اعتبار: جان ویلیام هموند از طریق Flickr CC BY 2.0)
روش ها
منطقه مورد مطالعه، دریاچه زمرد، دریاچه کوچکی در کوه های سیرا نوادا، به مدت چهار سال بود. سال‌های خشک سال‌هایی هستند که کمتر از 1000 میلی‌متر معادل آب برفی (SWE) دارند و سال‌های مرطوب بیش از 1000 میلی‌متر هستند.1 محققان همچنین از داده‌های دما، هیدرولوژیکی و هواشناسی حوضه آبخیز دریاچه زمرد از سال 1992 برای بررسی عوامل جوی گرم شدن دریاچه استفاده کردند.
نویسندگان شار ساعتی حرارت سطح را در طول فصل بدون یخ با استفاده از یک آرایه عمودی از ابزار دمای آب و یک ایستگاه هواشناسی ساحلی محاسبه کردند.
شارهای حرارتی جانبی با استفاده از مولفه فرارفتی تخمین زده شده دریاچه محاسبه شد و محققان همچنین شارهای انرژی “از دست رفته” را در سال های خشک در مقایسه با سال های مرطوب محاسبه کردند.1
نویسندگان رابطه بین متغیرهای آب و هوایی و هیدرولوژیکی و دمای دریاچه را تجزیه و تحلیل کردند.
این متغیرها عبارتند از: “SWE، روز یخبندان، تعداد روزهای با تلفات خالص در طول دوره گرمایش، کل بارش در طول دوره گرمایش، و میانگین دمای هوا در طول دوره گرمایش”.1 دوره گرمایش زمان بین یخ زدایی و حداکثر دمای آب است.
نتایج
سه سال از چهار سال خشک بود. یخ زدگی ماه‌ها بعد در سال‌های مرطوب در مقایسه با سال‌های خشک رخ داد و محرک‌های شار از دست دادن گرما بین سال‌های مرطوب و خشک متفاوت بود.1
علاوه بر این، حداکثر دمای دریاچه تا 25٪ سالانه در ستون آب تغییر می کند، که نشان می دهد تفاوت در پوشش برف بر دمای دریاچه تأثیر می گذارد.1
شارهای گرمای متقابل پس از جدا شدن یخ و تخلیه ذوب برف به شدت منعکس شده بودند، که نشان می‌دهد این محرک غالب بود.1
سال مرطوب شاهد یخ‌های طولانی‌تری بود و “کل گرمای جذب شده توسط دریاچه در تابستان” را 18 درصد در مقایسه با سال خشک کاهش داد.1
در حالی که سال‌های خشک و رسوب طولانی‌تر یخ معمولاً دمای دریاچه‌ها را افزایش می‌دهند، الگوهای آب و هوای سرد در اوایل فصل نیز می‌توانند بر شار گرمای دریاچه زمرد تأثیر بگذارند.1 این نشان داد که گرم شدن دریاچه به صورت خطی به ریزش یخ پاسخ نمی دهد.1
به طور کلی، زمان خروج از یخ به شدت با SWE همبستگی داشت. بنابراین برف کمتر به معنای دوره گرمایش طولانی تر و دمای دریاچه بالاتر در تابستان است.1 با این حال، بارش تابستان و میانگین دمای هوا نیز “اثر تعاملی با SWE بر دمای دریاچه” داشتند، اما پوشش کلی برف عامل محرک بود.1
بنابراین، بهترین پیش بینی کننده دمای دریاچه شامل برهمکنش منفی بین SWE و تعداد روزهای از دست دادن حرارت خالص است.1 تجزیه و تحلیل آماری این تعامل بین پوشش برف، پوشش یخ و الگوهای آب و هوای تابستان (روزهای ابری و رویدادهای باران) را تأیید کرد.1
نتایج به‌شدت نشان می‌دهد که سال‌های مرطوب با پوشش برف بالا با افزایش پوشش یخ، دمای دریاچه‌ها را کاهش می‌دهند. بنابراین، نویسندگان حدس می‌زنند که سیرا نوادا و سایر دریاچه‌های کوهستانی در تابستان گرم‌تر می‌شوند و همچنین به نیروی جوی حساس‌تر می‌شوند.1
ابهامات در مورد چگونگی تأثیر تغییرات بین سالانه و درون سالانه در بارندگی بر دریاچه های آلپ در دراز مدت باقی می ماند. با این حال، روندهای جهانی نشان می دهد که دریاچه های ارتفاعات به سرعت در حال گرم شدن هستند، و این مطالعه توضیح می دهد که چگونه تغییرات در بسته برف بر این گرم شدن تاثیر می گذارد.
پیش‌بینی می‌شود که کوه‌های سیرا نوادا تا سال 2100 برف قابل توجهی را از دست خواهند داد. نویسندگان به این نتیجه رسیدند که دمای دریاچه زمرد احتمالاً افزایش می‌یابد، اما این یک فرآیند خطی نخواهد بود، زیرا نیروهای جوی محلی تأثیر قوی‌تری بر دمای آب و شار گرما دارند.1
منابع
- اسمیتز، A.P.، MacIntyre، S. و Sadro، S. (2020)، Snowpack اهمیت نسبی عوامل آب و هوایی را که منجر به گرم شدن دریاچه در تابستان می شود، تعیین می کند. Limnol Oceanogr Lett, 5: 271-279. https://doi.org/10.1002/lol2.10147
