气候变化和融雪——增大热量，但是湿度呢?

气候变化和融雪——增大热量，但是湿度呢?

在闷热的夏天说:“这不是热量，而是湿度。”这在冬天也是如此，并可能成为美国西部积雪和水资源未来的关键。

在一项新研究中，犹他大学(University of Utah)教授保罗·布鲁克斯(Paul Brooks)和内华达大学(University of Nevada Reno)教授阿德里安·哈普古(Adrian Harpold)表示，湿度的变化可能决定了随着气候变暖，积雪对溪流、湖泊和地下水的贡献会发生怎样的变化。作者报告说，令人惊讶的是，多云、灰暗和潮湿的冬天实际上会使积雪升温更快，增加冬季积雪融化的可能性。相比之下，在晴朗的天空和低湿度下，雪会变得比空气更冷，将积雪保存到春天。

他们说，气候变化可以在某些地区调节冬季的湿度，在其他地区也能降低湿度。

Harpold说:“这意味着湿度的趋势和模式对未来的降雪非常重要。”

雪到哪里去了?

布鲁克斯说，研究人员已经知道，气候变化可能对融雪形成的水资源产生重大影响。“但到目前为止还不清楚，”他说，“为什么有些地区似乎对变化更敏感，而其他地区似乎更有弹性。”

研究人员对不同的机制进行了评估，这些机制可以解释在变暖的世界里积雪减少的原因:早期的融雪，融化率的变化，以及在一定条件下从雪到雨的变化。但即使是这些解释也没有广泛适用于整个西方的环境，导致Harpold和Brooks研究了雪融化的更基本原理。

随着热量的流动。

科学家们知道有各种各样的能量形式，包括感热(我们测量的是温度)、辐射能(如我们从太阳中感受到的)和潜热。潜热是隐形的——它被释放并被吸收为水的变化阶段，例如在冰和液态水之间。在一个汗流浃背的夏天，你会感受到潜热的力量。当你皮肤上的汗液蒸发时，它会吸收从液态水到水蒸气的转变过程中的热量，在这个过程中给你降温。

那么，这如何适用于冰雪融化呢?雪晶莹剔透的白色结晶，来自于反射太阳辐射的雪晶。这可以减少雪的能量输入，也会导致在阳光明媚的冬季滑雪时的晒伤。雪晶的分子结构也会在晴朗的夜晚将能量释放回天空——这有助于冷却积雪。此外，在干燥的天气下，雪可以“升华”，也可以直接从固体变为蒸汽。这个过程，就像蒸发一样，吸收热量并进一步冷却雪。

“这是在犹他州、科罗拉多、新墨西哥或东部的塞拉滑雪的原因之一!””布鲁克斯说。“雪会保持寒冷、干燥和粉状，而当我们滑雪或坐在甲板上欣赏风景时，太阳会温暖我们，尤其是当我们穿深色衣服的时候。”

多云、潮湿的天气会逆转辐射和升华的冷却——云层覆盖阻止雪释放能量，而水汽凝结在雪中释放潜热，使雪变暖。这就是为什么几个潮湿的日子，气温在零度左右，导致大型熔融事件，甚至是小洪水。布鲁克斯说，这种情况的极端情况可能出现在雾天。“我们常说‘雾吃雪’。”

雪在西方

Brooks和Harpold查看了西部400多个地点的积雪数据，从潮湿的太平洋西北部到西南部干旱的沙漠。在这一系列的环境中，他们发现干旱和潮湿环境对气候变暖的反应都是雪堆损失。但在潮湿地区，这些场景主要是融雪，而在干旱地区，这些场景主要是升华——直接损失的降雪到大气中。Harpold说，随着气候变暖，这些影响可能会变得更加强烈。“我们发现，在过去的30年里，相对湿度在太平洋西北地区普遍增加，在沙漠西南部减少，这加强了太平洋西北部的冬季融化模式和西南地区的升华。”

“我们不知道的是，”布鲁克斯说，“湿度将如何变化，包括落基山脉和大盆地。”

Harpold说，到目前为止，冬季湿度的未来趋势并不是预测的重点。“我们的工作表明，这将是我们在气候变化下必须预测的一个关键变量。”“如果湿度增加，水管理人员可能会面临长期储存水的挑战，同时减轻冬季的洪水。”相比之下，湿度的降低会进一步加重已经有限的水供应。

Harpold说:“水库的长期规划、蓄水和供水系统也是水资源管理的关键。例如，在Sierra和Tahoe湖，你可能会看到每年都有潮湿的空气质量在该地区移动，所以应该考虑到这些区域模式。

“当我们到达一个临界点，看到我们习惯的蓄水系统，积雪，越来越早在冬天，依赖融雪的系统将需要重新评估和修改。”

所以，在冬天的剩余时间里，看看城里的积雪。即使是在阳光明媚的日子里，也要注意雪地上的积雪。看看在灰蒙蒙的白天和黑夜里，同样的雪会发生什么——尽管在它消失之前，它会很快地消失。