积雪在减少：40年气候研究揭示的惊人趋势

最近几个冬天的气候变化迹象相互矛盾，既有严重的缺雪，也有严重的暴风雪。达特茅斯大学的一项研究澄清了这一问题，该研究显示，在过去 40 年里，由于人类驱动的气候变化，北半球的积雪量大幅减少。这种减少危及供水和依赖冬季的经济。该研究基于对气温和降水数据的分析，结果表明许多地区正在逼近"雪量损失悬崖"，需要立即调整水资源管理策略。

研究显示，北半球最依赖雪水的地区的降水量急剧下降。

雪是解读气候变化的一个矛盾线索。在包括今年在内的最近多个冬季，12 月降雪量的减少似乎预示着我们在全球变暖下的未来。这在从俄勒冈州到新罕布什尔州的范围内都很明显，那里的山峰更多的是棕色而不是白色，而美国西南部正经历着严重的雪荒。

另一方面，创纪录的暴风雪，如 2023 年初的暴风雪，掩埋了加利福尼亚的山区社区，补充了干涸的水库，并在亚利桑那州北部降下 11 英尺的积雪，打破了我们对地球变暖的生活概念。

同样，关于全球变暖是否会持续侵蚀高海拔山区的积雪，来自地面观测、卫星和气候模型的科学数据并不一致，这使得许多人口中心的水资源短缺管理变得更加复杂。

1981-2020 年人类驱动的气候变化对北美流域每十年春季积雪的影响，标注河流流域。美国西南部和东北部是半球降雪量下降最严重的地区之一，每十年损失的春季积雪超过 10%。这些损失使美国西部数百万人面临水危机的风险，同时也威胁着东北部等地区依赖冬季娱乐活动的地方经济。图片来源：贾斯汀-曼金和亚历克斯-戈特利布/达特茅斯大学

现在，达特茅斯大学的一项新研究突破了这些观测数据的不确定性，并提供证据表明，在过去的40年中，由于人类驱动的气候变化，北半球大部分地区的季节性积雪确实大幅减少。在美国西南部和东北部以及中欧和东欧，与全球变暖相关的积雪量减少幅度最大，每十年在10%到20%之间。

水危机与经济影响

研究人员在《自然》 杂志上报告说，这种损失的程度和速度有可能使北美、欧洲和亚洲数亿依靠积雪取水的人们处于危机的悬崖边上，而持续变暖将加剧这种危机。

"我们最关心的是气候变暖如何影响雪的储水量。"第一作者亚历山大-戈特利布（Alexander Gottlieb）是达特茅斯大学生态、进化、环境与社会研究生项目的一名博士生。

戈特利布说："我们的研究确定了历史上积雪减少的流域，以及随着气候进一步变暖，积雪量最容易迅速减少的流域。美国西南部和东北部等地区的列车已经驶离车站。到 21 世纪末，我们预计这些地区到 3 月底将接近无雪。我们正走在这条道路上，并没有特别好地适应缺水问题"。

该论文的资深作者、地理学副教授贾斯汀-曼金（Justin Mankin）说，水安全只是积雪流失的一个方面。

1981-2020 年人类驱动的全球变暖对北半球流域春季积雪的影响，按每十年变化的百分比表示。红色表示减少，蓝色表示增加。由于气候变化导致降雪量增加，许多偏北流域的积雪量都有所增加。但为北部人口中心提供水源和经济利益的低纬度流域损失最大。资料来源：贾斯汀-曼金和亚历克斯-戈特利布/达特茅斯大学

美国东北部的哈德逊、萨斯奎汉纳、特拉华、康涅狄格和梅里马克流域的缺水情况没有那么严重，但也是积雪量下降最严重的地区之一。但这些严重的损失威胁着佛蒙特州、纽约州和新罕布什尔州等依赖冬季娱乐的州的经济，曼金说，即使是机器造雪也有一个温度临界点，许多地区正在迅速接近这个临界点。

曼金说："对娱乐业的影响体现了全球变暖如何不成比例地影响着最脆弱的社区。海拔和纬度较低的滑雪胜地已经在与逐年减少的积雪作斗争。这种情况只会加速，使商业模式变得不可行，我们很可能会看到滑雪运动进一步向资源丰富的大型度假胜地集中，而牺牲那些具有重要地方经济和文化价值的中小型滑雪场。这种损失将波及整个社区。"

在这项研究中，戈特利布和曼金重点研究了从 1981 年到 2020 年，全球变暖对气温和降水的影响如何推动北半球 169 个河流流域积雪量的变化。当生态系统和人类需要用水时，积雪的减少可能意味着下游河流、溪流和土壤春季融水的减少。

戈特利布和曼金编制了一个机器学习模型，以检查数以千计的观测数据和气候模型实验，其中包括北半球流域的积雪、温度、降水和径流数据。

这不仅让他们确定了气候变暖导致积雪损失的位置，还让他们有能力研究由气候驱动的温度和降水量变化所产生的反作用力，这些变化分别会减少和增加积雪厚度。

研究人员找出了模型和观测数据共同存在的不确定性，这样他们就能在测量气候变化对积雪的影响时，找出科学家们之前忽略的问题。戈特利布和曼金在2021年进行的一项研究同样利用了科学家在测量积雪深度和定义积雪干旱时存在的不确定性，从而改进了对水资源可用性的预测。

曼金说，雪带来的不确定性掩盖了全球变暖的影响。人们认为，雪很容易测量，它只会随着气候变暖而减少，而且雪的消失意味着在任何地方都会产生同样的影响。但事实并非如此。在与评估水安全最相关的区域尺度上，对雪的观测非常棘手。雪对冬季内温度和降水量的变化非常敏感，在新英格兰和西南地区，或者在阿尔卑斯山的村庄和亚洲高山地区，雪流失的风险是不一样的。

事实上，戈特利布和曼金发现，北半球 80% 的积雪（位于北半球最北部和高海拔地区）损失甚微。阿拉斯加、加拿大和中亚的大片积雪实际上在扩大，因为气候变化增加了这些寒冷地区的降雪量。

但是，在半球许多主要人口中心周围存在并为其提供水源的剩余 20% 的积雪却在减少。自 1981 年以来，由于观测数据的不确定性和气候的自然变化，这些地区有记录的积雪量减少在很大程度上是不一致的。积雪量每年持续下降的模式很快就会出现，并使人口中心突然长期缺乏融雪水的新供应。许多依赖积雪的流域现在发现自己正危险地接近戈特利布和曼金称之为"积雪流失悬崖"的温度临界点。这意味着，当流域的冬季平均气温上升超过华氏17 度（摄氏零下 8 度）时，即使当地平均气温仅略有上升，积雪也会加速流失。

曼金说，在未来几十年里，许多依靠积雪供水的人口稠密流域的水量将加速流失。他说："这意味着，依赖融雪的水资源管理者不能等到所有观测数据就积雪损失达成一致后，再准备对供水进行永久性更改。到那时，一切都为时已晚，盆地一旦跌落悬崖，在下一场大雪之前，就不再是管理短期紧急情况的问题了。取而代之的是，它们要适应供水的永久性变化。"

编译来源：ScitechDaily