在氣候變遷的情況下追蹤降雪量

旅遊業、能源生產和供水都與雪量密切相關。在氣候變遷的背景下,關注降雪變得更加重要。

截至 2020 年 12 月 6 日,義大利多洛米蒂山和奧地利南部阿爾卑斯山的許多山坡積雪厚達 3 公尺。一場暴風雪席捲了南歐,部分高海拔地區24小時內降雪量接近創紀錄的900毫米。它阻礙了交通,增加了雪崩的風險,同時也讓滑雪者無法進入歐洲一些最好的滑雪場,因為度假村因新冠肺炎 (COVID-19) 疫情而關閉。

是否滑雪,是否下雪仍然很重要;特別是對於自然生態系統、我們的供水以及依賴它的各種產業。研究雪的行為——它的範圍、深度、融化所需的時間——是世界各地科學家的一項持續的冬季運動,無論是每小時還是幾十年的水平。但追蹤雪情並不總是一帆風順。

我們為什麼要關心雪?

「數十億人依靠雪來獲取飲用水; 「它作為水庫的作用可能是雪最重要的方面,」羅格斯大學氣候學家大衛羅賓遜博士說。 「沒有雪,地球表面會吸收更多的能量,而積雪會反射陽光,從而冷卻環境。如果春季積雪融化得較早,變暖可能會發生得更早,這可能會轉化為更溫暖的夏季,從而使地面進一步乾燥,」羅賓遜博士解釋說。

眾所周知,雪是一種複雜的天氣因素,科學家稱之為「高度自然變化」:它需要一個溫度最佳點才能形成,而且每年的降雪量可能會有很大差異。

但過去幾十年的觀察表明,雪供應短缺,而未來的預測表明,歐洲在未來 10-20 年內降雪量肯定會減少。 「我們看到降雪的長期趨勢明顯減少,」芬蘭氣象研究所衛星服務和研究小組負責人卡里·洛尤斯博士說。他的團隊最近發表了據稱是自 1979 年以來北半球降雪狀況最準確的報告。數據顯示雖然歐亞大陸的降雪量(或雪量)基本上保持不變,而整個北美地區的降雪量有所下降,但這兩個地區的積雪範圍都顯著減少,特別是在春末,這表示積雪可能會越來越早消失。

“積雪範圍普遍下降,”羅賓遜博士證實,“自 70 年代以來,每十年春季積雪就會減少。”研究雪至少三十年的氣候學家指出,雪的形成很大程度取決於接近冰點的溫度。羅賓遜博士表示,攝氏-5 度時會下大量雪,而+5 攝氏度時雪會變成雨並開始融化,兩者之間存在巨大差異。從負值到正值的轉變發生在今年稍早。 “春天,我們會更早地跨越融化的門檻,一旦跨過它,就再見雪了。”

以上代表北半球平坦地區的降雪,但不適用於高海拔地區。 「隨著海拔的升高,雪況會出現很大的差異,從厘米到幾米的變化很快,衛星觀測無法很好地捕捉到這一點,」羅居斯博士說,並強調他的團隊的數據僅適用於非山區地區。由於高海拔地區人煙稀少,歷史上山區積雪的紀錄僅依靠氣象站的觀測。但由於融雪使阿爾卑斯山和喜馬拉雅山等山脈成為數十億人的主要淡水供應地,因此準確監測山坡上的積雪對於水安全和預測洪水變得越來越重要。

利用斜坡上的降雪預測

山區雪情的詳細測量和預測也是冰雪旅遊的生命線,冰雪旅遊越來越依賴數據來管理更不可預測的條件。根據數據顯示,2014 年至 2018 年間,阿爾卑斯山的滑雪勝地(吸引了全球約 43% 的滑雪者)的早季降雪量低於平均值。滑雪產業報告。法國格勒諾布爾國家氣象研究中心雪與氣候科學家塞繆爾·莫林博士表示:“雪況不應被認為是理所當然的,尤其是在中低海拔地區。”他解釋說,從長遠來看,氣溫升高將對那裡造成最嚴重的影響。 「很難說什麼是低海拔,因為這取決於當地的氣候和其他因素;在阿爾卑斯山,約1,500 m;這是我們預計會發生最強烈變化的臨界高度。

滑雪產業多年來一直在適應,主要是透過製造人造雪。 「重點是減輕偶爾出現的低雪冬季的影響。現在,造雪已成為度假村的常見做法,並被部署為適應氣候變遷的手段,」莫林博士解釋道。例如,自 2008 年以來,光是奧地利度假村就已投資約 10 億歐元用於造雪

但造雪本身在很大程度上取決於雪和天氣資料。莫林博士說普雪是與法國氣象局以及法國、奧地利、德國和瑞士合作夥伴合作的一個項目,可以為度假村提供一種即時管理雪供應的方法。它匯集了度假村的降雪觀測、人造雪量數據以及天氣數據和季節性預測,以模擬積雪隨時間變化的情況。莫林博士解釋說:「它可以為度假村在幾週內做出優化雪管理的決定提供資訊。」透過了解他們是否有足夠的雪、是否有生產過剩的風險、溫暖的天氣是否即將到來,或者風和雪是否充足,溫度條件適合造雪。

莫林博士也與哥白尼氣候變遷服務 (C3S) 合作進行氣候服務,重點關注氣候變遷對滑雪場雪況的長期影響。八月推出,數據集研究了近 40 個變量,從降雪量、雪深到含水量,以及歐洲所有山區的年度人造雪產量。它還提供了不同氣候情景下降雪演變的預測,並比較了整個大陸過去和未來的降雪狀況。然而,它並沒有提供非常本地化的滑雪條件數據,因此度假村需要將這些資訊與當地數據和知識結合。

基於該數據集,今年 12 月 C3S 推出了新工具這將有助於旅遊業了解過去的雪況,追溯到 1961 年,並將其與未來可能的雪況進行比較,直到本世紀末。

「該應用程式為公共和私營部門的旅遊利益相關者(包括滑雪勝地、大面積的電纜管理人員)提供了廣泛的信息,他們可以使用這些信息來了解過去幾十年雪況的影響,並模擬未來的降雪情況。 “最終,它正在幫助他們規劃投資,並增強他們的氣候適應能力。”

雪情監測不僅適用於旅遊業

在羅格斯大學,大衛羅賓遜的全球雪實驗室每天監測歐亞大陸和北美的積雪,並製作公開地圖。羅賓遜博士解釋說:「它主要由研究降雪氣候應用的研究人員使用,但也被水文學家和長期季節性預報員使用。」他說,降雪量減少和春季融化提前是最令人擔憂的問題,特別是對於正在經歷變暖的南部地區。

Kari Luojus 博士表示,芬蘭最大的水力發電公司正在利用芬蘭氣象研究所的 GlobSnow 來調整其運作以適應雪況。但並非所有數據都是直截了當的。 「一個挑戰是阿爾卑斯山正在進行大量水力發電,因此需要來自山區的更準確資訊。如果季節性降雪減少,大片地區將遭受乾旱。我們看到春季積雪範圍有明顯的減少趨勢,這將對河流徑流的時間和水的供應產生影響,」羅朱斯博士解釋道。

扭轉目前的降雪趨勢很困難,尤其是早春融化。羅賓遜博士說:「沒有人看到這種熱模式會自行逆轉,我們所能希望的最好的結果就是減少變暖,並儘可能將冬季溫度保持在接近冰點的水平,這樣我們就可以抓住雪了。莫林博士對此表示同意:「至少在低海拔地區,雨會越來越多,雪會越來越少。到2050 年,降雪量可能會比2000 年初減少10% 至40%。所達到的水平。

至於冬季運動,莫林博士認為,在接下來的幾十年裡,斜坡仍然可以承受,特別是如果我們考慮到人工造雪的氣候變遷預測。 「度假村利用我們從 C3S 獲得的資訊來了解短期和長期氣候變遷將在多大程度上影響他們並具有戰略意義。其中一些需要維持,另一些則必鬚根據旅遊業和氣候戰略實現多元化。不僅僅是度假村可以使用這些數據 - “使用 C3S 的雪信息可以幫助山區旅遊業變得更加可持續,並為當地社區提供根據未來氣候條件開展經濟活動的機會,”Chiara Cagnazzo 補充道。