В гидрологии снеготаяние — это поверхностный сток, образующийся при таянии снега . Его также можно использовать для описания периода или сезона, в течение которого образуется такой сток. Вода, образующаяся при таянии снега, является важной частью годового водного цикла во многих частях мира, в некоторых случаях составляя большую долю годового стока в водосборе. Прогнозирование стока талых вод из водосборного бассейна может быть частью проектирования проектов по контролю за водными ресурсами. Быстрое таяние снега может вызвать наводнение . Если затем талые воды замерзают, могут возникнуть очень опасные условия и аварии, что приводит к необходимости использования соли для растапливания льда .
В таянии снега задействовано несколько потоков энергии. [2] Эти потоки могут действовать в противоположных направлениях, то есть либо доставлять тепло снежному покрову , либо отводить его от него . Поток тепла от земли — это энергия, доставляемая снежному покрову из почвы под ним посредством теплопроводности. Радиационные поступления в снежный покров включают чистое коротковолновое (солнечное излучение, включая видимый и ультрафиолетовый свет) и длинноволновое ( инфракрасное ) излучение. Чистое коротковолновое излучение — это разница в энергии, полученной от солнца, и энергии, отраженной снежным покровом из-за альбедо снежного покрова . Длинноволновое излучение поступает в снежный покров из многих источников, включая озон, углекислый газ и водяной пар, присутствующие на всех уровнях атмосферы. Длинноволновое излучение также испускается снежным покровом в форме излучения, близкого к черному телу , где снег имеет излучательную способность от 0,97 до 1,0. [3] Обычно термин чистого длинноволнового излучения отрицателен, что означает чистую потерю энергии снежным покровом. Скрытый поток температуры — это энергия, отводимая или передаваемая снежному покрову, которая сопровождает массоперенос при испарении , сублимации или конденсации . Явный поток тепла — это тепловой поток, обусловленный конвекцией между воздухом и снежным покровом.
Стволы деревьев, поглощающие солнечный свет, становятся теплее воздуха и вызывают более раннее таяние снега вокруг них. Снег не тает медленнее постепенно с расстоянием от ствола, а скорее создает стену, окружающую свободную от снега землю вокруг него. Согласно некоторым источникам, североамериканские весенние эфермные растения, такие как весенняя красавица ( Claytonia caroliniana ), форелевая лилия ( Erythronium americanum ) и красный триллиум ( Trillium erectum L.) выигрывают от такого круга таяния. Они могут раньше появиться внутри этих кругов, что дает им больше времени до развития листвы полога дерева, отсекающей значительную часть света. Они выполняют почти весь свой годовой фотосинтез в этот период. [4]
Вечнозеленые деревья, как правило, производят более крупные круги оттаивания, чем листопадные деревья. Это во многом связано с другим механизмом, и весенние эфемерные растения там не встречаются. [4]
Снег тает раньше в лесу, например, на микротопографических холмах (небольшие возвышенности) или во влажных местах, таких как края ручьев или в местах просачивания . Эти микросайты также влияют на распространение многих трав . [4]
На севере Аляски дата таяния снега сдвинулась на 8 дней с середины 1960-х годов. Причиной этого, по-видимому, является уменьшение количества выпавшего снега зимой, за которым последовали более теплые весенние условия. [5] В Европе волна тепла 2012 года была особенно аномальной на больших высотах. Впервые за всю историю некоторые из самых высоких альпийских вершин в Европе были свободны от снега. Хотя, казалось бы, эти два явления связаны, вопрос о том, в какой степени это связано с изменением климата, по-прежнему остается предметом дискуссий. [6]
Увеличение стока воды из-за таяния снегов стало причиной многих известных наводнений. Одним из известных примеров является наводнение на реке Ред-Ривер в 1997 году, когда река Ред-Ривер на севере в долине реки Ред-Ривер в Соединенных Штатах и Канаде вышла из берегов. Наводнение в долине реки Ред-Ривер усиливается тем фактом, что река течет на север через Виннипег, Манитобу и в озеро Виннипег . Поскольку снег в Миннесоте , Северной Дакоте и Южной Дакоте начинает таять и впадать в реку Ред-Ривер, наличие льда ниже по течению может действовать как плотина и заставлять воду выше по течению подниматься. Более низкие температуры ниже по течению также могут потенциально привести к замерзанию воды по мере ее течения на север, тем самым усиливая проблему ледяных плотин. Некоторые районы Британской Колумбии также подвержены наводнениям из-за таяния снегов. [7]
Дата ежегодного таяния снега представляет большой интерес как потенциальный индикатор изменения климата. Для того чтобы определить, связано ли более раннее исчезновение весеннего снежного покрова на севере Аляски с глобальным потеплением или с появлением более естественного, непрерывного цикла климата, необходимы дальнейшие исследования и мониторинг. [8]
Большая изменчивость от года к году усложняет картину и усугубляет дебаты. Межгодовая изменчивость весеннего снежного покрова в значительной степени обусловлена изменчивостью осадков в зимние месяцы, которая в свою очередь связана с изменчивостью основных моделей атмосферной циркуляции.
Исследование гор на западе США показывает региональное снижение весеннего снежного покрова с середины 1900-х годов, в основном за счет потерь на низких высотах, где зимние температуры близки к нулю. Эти потери являются признаком повышения температуры, что приводит к потере снега через некоторую комбинацию повышенной регулярности дождя по сравнению со снегом и повышенного таяния в зимние месяцы. Эти естественные изменения затрудняют количественную оценку тенденций с уверенностью, выведение наблюдаемых изменений для прогнозирования будущего климата или четкое обнаружение изменений в снежном покрове из-за воздействия человека на тенденции потепления. [9]
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )