水经常从天而降，在美国各地以雪的形式储存在山区，然后融化并流向城市和农村社区。了解哪些因素会影响融雪的时间和程度，最终使其流入溪流、河流和水库，这对于试图充分利用有限水资源的水资源管理者来说至关重要。由内华达大学里诺分校和沙漠研究所(DRI)的研究人员领导的一项新研究确定了影响融雪驱动供水的三个主要因素，并确定了山区供水对气候变化反应不同的地区。该研究使用了来自美国537个流域的数据
依靠过去两年多积累的30多年的研究，该研究发现三个因素——冬季结束时有多少冬季降雪量、融雪的速度以及融雪的时间——可以用于更好地预测气候变化将如何影响关键的融雪驱动的供水。而且，研究小组发现，这些因素对全国不同流域的影响程度存在重大差异。
“尤其是在美国西部，雪确实是我们供水系统的支柱，”主要作者、内华达大学里诺水文科学研究生项目和自然资源与环境系的博士生比阿特丽斯·戈登说科学。“但具有挑战性的是，山区供水对降雪变化的反应取决于你在美国的位置。鉴于这一挑战，我们的目标是为其他科学家和水资源管理者提供一个简单但强大的框架，可用于改善随着气候变化的加速，有关河流流量的时间和数量的预测。”
盘点
构建这个框架的第一步是盘点已知的，也许更重要的是，关于雪如何塑造水流的未知。为此，内华达大学、里诺分校和DRI的研究人员与犹他大学、博伊西州立大学和智利康塞普西翁大学的研究人员合作，回顾了过去30多年的研究。这篇综述包括来自世界各地的150多项关于雪和水流的研究。基于这种综合，他们发现流量的数量，以及春季流量发生时的较小程度，会随着美国降雪的变化而变化
“看起来我们应该有非常准确的系统来预测山区供水，但肮脏的秘密是气候变化和积雪变化造成了很多不确定性，”研究员兼合著者、副教授阿德里安·哈波尔德说。内华达大学里诺分校和该大学内华达山生态水文学实验室的负责人。作为大学实验站的一部分，该实验站是农业、生物技术与自然资源学院的一个单位，该实验室进行实地和遥感观测以及建模，以帮助回答与山区生态水文学相关的一些最紧迫的问题面对不断变化的环境条件。
对于负责满足不断增长的人口需求和日益增长的食品需求的水资源管理者来说，对于冬季积雪将何时以及有多少水缺乏确定性是一个严重的问题。尤其是在以冬湿夏干为特征的美国西部，大部分地表水来自山区降雪，超过三分之二的水库流入来自雪。就上下文而言，美国西部大约有4000万人以及大部分农业生产性最强的土地至少部分依赖储存在其中两个水库中的融雪衍生的水流。
“在最好的时期，整个北美西部的水资源管理者都面临着确保为农业、城市和娱乐用户提供可靠供水的艰巨工作，”共同作者、犹他大学教授保罗·布鲁克斯说。“他们做得非常好，以至于许多居民很少考虑自己的用水情况。随着气候变化和人口增长正在增加用水需求，而可用水的数量和时间变得更加多变，这些管理人员越来越多地陷入困境。”
导航未知水域的框架
鉴于区域对气候变化的反应存在所有不确定性和可变性，研究人员的审查强调了管理山区供水的巨大挑战。根据他们的文献回顾和高级研究人员数十年的经验，作者开发了一个简单的框架，围绕三个因素，旨在帮助水管理人员更好地应对更加复杂和不确定的未来所带来的挑战。
雪季水汽通量。尽管名称复杂，但这种机制的功能很简单。它控制在冬季结束时有多少雪可用。在整个冬季，储存在积雪中的水会通过蒸发(当水变成气体时)和升华(当雪变成气体时)“流失”到大气中。随着冬季变暖，这些损失可能会增加，研究表明，这可以减少可作为溪流释放的雪量。
液态水输入的强度。这种机制涉及融雪和/或雨水中的水到达地面的速度。降水到达地表的速度会影响水的最终流向。温暖的冬天意味着更强烈的冬季降雨，研究表明这会导致更多的流量。
水和能量输入之间的同步。这种机制处理融雪和/或雨水中的水何时可用，与我们最需要的时间有关。与下雨不同，雪在落下后会留在地面上，充当城市和农场的大型临时(免费)水库。历史上，积雪在春末夏初将水释放到溪流中，当时对水的需求较高。更少的雪意味着更少的存储，研究表明这将增加供水时间和最需要水之间的差距。
研究人员使用来自美国537个站点的公开数据，然后使用该框架来确定这些因素中最重要和最不重要的位置。根据研究结果，这些机制对山区供水的相对重要性(作者总结为“多少、多快和何时”)在地理上有所不同。
例如，大盆地的水流对所有三种机制的变化特别敏感，使得水资源管理预测成为该地区的一项严峻挑战。然而，在附近，在内华达山脉唐纳山口的另一边，研究表明，水到达地表的速度以及何时有水将比通过蒸发和升华将多少雪损失到大气中更重要.
更多工作要做
该框架只是回答有关团队供水命运的重大问题的第一步。Harpold和Gordon以及DRI的GabrielleBoisrame和RosemaryCarroll正在与其他大学合作，参与由美国农业部赞助的项目“SNOWPACs”，该项目由雷诺内华达大学领导。
Harpold说：“这项研究的初衷是需要描述山间西部正在发生的流量变化，并挑战对农业供水至关重要的水库管理。”
作为美国农业部项目的补充，布鲁克斯一直与盐湖城公用事业部、盐河项目、韦伯盆地水利区和美国西部的其他管理人员合作，以识别和规划气候变暖下的供水变化。
该团队接下来的工作重点是了解这些流量变化如何影响以农业为主的流域，包括为内华达州的农业供水的沃克河流域。
“作为在美国西部从事农业长大的人，我知道雪对我们的农业和牧场社区有多么重要，”戈登说。“我很高兴看到SNOWPACs的工作如何为目前正在努力应对山区供水变化的决策者提供关键信息。”
