Гидрология снежного покрова

Гидрология снежного покрова изучает накопление, метаморфизм и таяние сезонного снега, который аккумулирует зимние осадки и высвобождает их в виде стока весной и летом.

Definition

Гидрология снежного покрова — это раздел гидрологии, изучающий накопление, хранение, метаморфизм и таяние снега на поверхности суши, а также его вклад в речной сток и водные ресурсы.

Scope

Эта тема охватывает снежный покров как гидрологический резервуар, его энергетический баланс и таяние, измерение и оценку запасов воды в снеге, а также роль снеготаяния в формировании стока и водоснабжении. Она рассматривает криосферный компонент гидрологии водосбора, дополняя сток, обусловленный дождями.

Core questions

• Как снежный покров накапливает и высвобождает воду?
• Что контролирует скорость снеготаяния?
• Как измеряются и оцениваются запасы воды в снеге?
• Почему снеготаяние критически важно для водоснабжения во многих регионах?

Key concepts

• Запасы воды в снеге
• Накопление и метаморфизм снежного покрова
• Энергетический баланс снега
• Модели таяния по температурному индексу
• Снеготаяние
• Снежный покров и дистанционное зондирование

Key theories

Энергетический баланс и таяние снежного покрова

Снеготаяние регулируется энергетическим балансом на поверхности снега, при этом чистая радиация и турбулентные потоки обеспечивают энергию для созревания и таяния покрова; модели энергетического баланса и более простые модели температурного индекса прогнозируют скорости таяния.

Снеготаяние и водные ресурсы в условиях потепления

Сезонный снег действует как естественное хранилище, которое переносит зимние осадки в теплое время года; потепление сокращает снежный покров и сдвигает таяние на более ранние сроки, угрожая доступности воды в снегозависимых регионах.

Mechanisms

Снег накапливается в течение зимы, сохраняя осадки в виде запасов воды в снеге и претерпевая метаморфизм, превращаясь в более плотный, созревший покров. Таяние начинается, когда энергетический баланс, в котором доминируют чистая радиация и турбулентный теплообмен, доводит покров до точки таяния; затем талая вода просачивается через снег и стекает, часто формируя основной пик стока года в холодных и горных водосборах.

Clinical relevance

Снеготаяние обеспечивает значительную долю воды в горных и высокоширотных регионах, поэтому гидрология снежного покрова лежит в основе прогнозирования весеннего стока и паводков, управления водохранилищами и планирования орошения, гидроэнергетики, а также оценки того, как потепление климата сокращает снежные покровы и изменяет сроки водоснабжения.

History

Оперативные снегомерные съемки и измерения на снегомерных маршрутах развивались в начале 20 века для прогнозирования водоснабжения; с тех пор моделирование таяния на основе энергетического баланса и температурного индекса, спутниковое картирование снежного покрова и обеспокоенность по поводу вызванного изменением климата сокращения снежного покрова сформировали современную гидрологию снежного покрова.

Key figures

• David R. DeWalle
• Albert Rango
• Dennis P. Lettenmaier

Seminal works

• dingman2015
• dewalle2008
• barnett2005

Frequently asked questions

Что такое запасы воды в снеге?

Запасы воды в снеге — это глубина воды, которая образовалась бы в результате полного таяния снежного покрова; это мера фактического количества воды, хранящейся в снеге, что гораздо важнее для водоснабжения, чем одна только глубина снега, поскольку плотность снега варьируется.

Почему снеготаяние важно для водоснабжения?

Во многих горных и высокоширотных регионах зимний снег накапливает осадки и постепенно высвобождает их весной и летом, естественным образом перекрывая сухой сезон; это делает снежный покров критически важным резервуаром, сокращение которого в условиях потепления угрожает доступности воды ниже по течению.