Thủy văn tuyết

Thủy văn tuyết nghiên cứu sự tích tụ, biến đổi và tan chảy của tuyết theo mùa, loại tuyết này lưu trữ lượng mưa mùa đông và giải phóng dưới dạng dòng chảy vào mùa xuân và mùa hè.

Definition

Thủy văn tuyết là một nhánh của thủy văn liên quan đến sự tích tụ, lưu trữ, biến đổi và tan chảy của tuyết trên bề mặt đất và sự đóng góp kết quả vào dòng chảy và tài nguyên nước.

Scope

Chủ đề này bao gồm lớp tuyết như một hồ chứa thủy văn, cân bằng năng lượng và sự tan chảy của nó, việc đo lường và ước tính lượng nước tương đương tuyết, và vai trò của tuyết tan trong dòng chảy và nguồn cung cấp nước. Nó xử lý thành phần cryospheric (băng quyển) của thủy văn lưu vực, bổ sung cho dòng chảy do mưa.

Core questions

• Lớp tuyết lưu trữ và giải phóng nước như thế nào?
• Yếu tố nào kiểm soát tốc độ tan chảy của tuyết?
• Lượng nước tương đương tuyết được đo lường và ước tính như thế nào?
• Tại sao tuyết tan lại quan trọng đối với nguồn cung cấp nước ở nhiều khu vực?

Key concepts

• Lượng nước tương đương tuyết
• Sự tích tụ và biến đổi của lớp tuyết
• Cân bằng năng lượng của tuyết
• Mô hình tan chảy theo chỉ số nhiệt độ
• Dòng chảy do tuyết tan
• Lớp tuyết và viễn thám

Key theories

Cân bằng năng lượng và sự tan chảy của lớp tuyết

Sự tan chảy của tuyết được điều chỉnh bởi cân bằng năng lượng tại bề mặt tuyết, với bức xạ ròng và các dòng chảy hỗn loạn cung cấp năng lượng để làm trưởng thành và tan chảy lớp tuyết; các mô hình cân bằng năng lượng và các mô hình chỉ số nhiệt độ đơn giản hơn dự đoán tốc độ tan chảy.

Tuyết tan và tài nguyên nước trong điều kiện ấm lên

Tuyết theo mùa hoạt động như một kho chứa tự nhiên chuyển lượng mưa mùa đông sang mùa ấm; sự ấm lên làm giảm lớp tuyết và làm dịch chuyển thời điểm tan chảy sớm hơn, đe dọa khả năng cung cấp nước ở các vùng có tuyết chiếm ưu thế.

Mechanisms

Tuyết tích tụ suốt mùa đông, lưu trữ lượng mưa dưới dạng lượng nước tương đương tuyết và biến đổi thành một lớp tuyết dày đặc, trưởng thành hơn. Sự tan chảy bắt đầu khi cân bằng năng lượng, chủ yếu do bức xạ ròng và trao đổi nhiệt hỗn loạn, đưa lớp tuyết đến điểm nóng chảy; nước tan sau đó thấm qua tuyết và chảy đi, thường tạo ra đỉnh dòng chảy lớn nhất trong năm ở các lưu vực lạnh và miền núi.

Clinical relevance

Tuyết tan cung cấp một phần lớn lượng nước ở các vùng núi và vĩ độ cao, vì vậy thủy văn tuyết là nền tảng cho dự báo dòng chảy mùa xuân và lũ lụt, vận hành hồ chứa và lập kế hoạch tưới tiêu, thủy điện, và đánh giá cách khí hậu ấm lên đang làm giảm lớp tuyết và thay đổi thời điểm cung cấp nước.

History

Các cuộc khảo sát tuyết và đo đạc tuyến tuyết hoạt động đã phát triển vào đầu thế kỷ 20 để dự báo nguồn cung cấp nước; mô hình tan chảy dựa trên cân bằng năng lượng và chỉ số nhiệt độ, lập bản đồ lớp tuyết vệ tinh, và mối quan tâm về sự suy giảm lớp tuyết do biến đổi khí hậu đã định hình thủy văn tuyết hiện đại.

Key figures

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

Seminal works

• dingman2015
• dewalle2008
• barnett2005

Frequently asked questions

Lượng nước tương đương tuyết là gì?

Lượng nước tương đương tuyết là độ sâu của nước sẽ thu được từ việc làm tan chảy hoàn toàn một lớp tuyết; nó đo lượng nước thực tế được lưu trữ trong tuyết, điều này quan trọng hơn nhiều đối với nguồn cung cấp nước so với độ sâu của tuyết, vì mật độ tuyết thay đổi.

Tại sao tuyết tan lại quan trọng đối với nguồn cung cấp nước?

Ở nhiều vùng núi và vĩ độ cao, tuyết mùa đông lưu trữ lượng mưa và giải phóng dần dần vào mùa xuân và mùa hè, tự nhiên bắc cầu qua mùa khô; điều này làm cho lớp tuyết trở thành một hồ chứa quan trọng mà sự suy giảm của nó trong điều kiện ấm lên đe dọa khả năng cung cấp nước ở hạ lưu.