Záhada chybějící vody řeky Colorado

Sníh taje, ale neukazuje se, že by doplnil řeku. Na vysychajícím západě se výzkumníci předhánějí, aby zjistili, kam mizí

Silný vítr bičoval horu Gothic Mountain, když spící obr dohlížel na chaty uhnízděné v Gothicu v Coloradu, odlehlé výspě přístupné pouze na lyžích během drsných vysokohorských zim v údolí. Chuchvalce sněhu, které se zvedaly z vrcholu, na chvíli jako by vytvořily mrak a pak zmizely. Pro mnohé by sníh, který jako by se rozplynul ve vzduchu, zůstal bez povšimnutí. Ale v regionu, kde se dostupnost vody pomalu začíná snižovat, se každá sněhová vločka počítá, píše WIRED. Každou zimu mizí v atmosféře neznámé procento sněhové pokrývky na západě Skalistých hor, jako tomu bylo na hoře Gothic Mountain kousek od lyžařského střediska Crested Butte.

V povodí East River, které se nachází v nejvyšších polohách povodí řeky Colorado, se skupina výzkumníků z biologické laboratoře Rocky Mountain Biological Laboratory (RMBL) na Gothicu snaží tuto záhadu vyřešit a zaměřuje se na proces zvaný sublimace. Sníh ve vysokých polohách někdy zcela vynechá kapalnou fázi a z pevného skupenství se rovnou změní v páru. Tento jev je zodpovědný za 10 až 90 procent ztrát sněhu. Toto rozpětí chyb je hlavním zdrojem nejistoty pro vodohospodáře, kteří se snaží předpovědět, kolik vody se dostane do systému, jakmile sníh začne tát.

Vědci sice mohou měřit, kolik sněhu spadne na zem a jak rychle taje, ale nemají přesný způsob, jak vypočítat, kolik se ho ztratí do atmosféry, uvedla Jessica Lundquistová, výzkumnice zaměřená na prostorové vzorce sněhu a počasí v horách. S podporou Národní vědecké nadace vedla Lundquistová v zimní sezóně 2022-23 projekt Sublimace sněhu v Gothicu, který se snažil přesně pochopit, kolik sněhu se ztratí a jaké podmínky prostředí tento úbytek způsobují.

"Je to jeden z těch ošklivých, zlých problémů, kterých se nikdo nechce dotknout," řekl Lundquist. "Není to vidět a jen málo přístrojů to dokáže změřit. A pak se lidé ptají, co se stane se změnou klimatu? Budeme mít méně vody v řekách? Dostane se jí více do atmosféry, nebo ne? ... A my to prostě nevíme."

Sníh, který taje na Gothicu, nakonec doplní potoky a řeky, které se vlévají do řeky Colorado. Pokud je odtok nižší, než se očekávalo, zatěžuje to systém, který je již tak napjatý kvůli přetrvávajícímu suchu, měnícímu se klimatu a rostoucí poptávce. Například v roce 2021 nebyla úroveň sněhové pokrývky v blízkosti pramenů v regionu příliš pod historickým průměrem – což není na zimu na Západě v těchto dnech špatné. Ale tání sněhu, které naplnilo přítoky řeky Colorado, dosahovalo pouze 30 % průměru.

„Měříte sněhovou pokrývku a předpokládáte, že sníh prostě roztaje a objeví se v toku,“ řekla Julie Vano, ředitelka výzkumu v Aspen Global Change Institute a partnerka projektu. Cílem její práce je pomoci vodohospodářům rozluštit vědecké poznatky o těchto procesech. „Prostě to tam nebylo. Kam se ta voda poděla?“

Vzhledem k tomu, že Západ stále vysychá, jsou vodohospodáři stále více tlačeni k tomu, aby přesně předpověděli, kolik cenného zdroje se do systému dostane každé jaro. Jednou z největších výzev, kterým čelí federální vodohospodáři – včetně úředníků Úřadu pro rekultivaci, strážce jezer Powell a Mead – je rozhodování o tom, kolik vody vypustit z nádrží, aby byly uspokojeny potřeby uživatelů po proudu.

Zatímco transpirace a úroveň půdní vlhkosti mohou být dalšími viníky ztrát vody, jednou z největších neznámých je sublimace, řekl Ian Billick, výkonný ředitel RMBL.

„Musíme tuto nejistotu v rozpočtu na vodu odstranit,“ řekl Billick.

Jak to dělat správně

Přítoky East River se nakonec vlévají do řeky Colorado, která zásobuje vodou téměř 40 milionů lidí v sedmi západních státech a také v Mexiku. Toto povodí se stalo místem, kde se střetává více než sto let biologických pozorování, přičemž mnohé z těchto studií se zaměřují na pochopení životního cyklu vody.

Lundquistův projekt je jedním z nejnovějších. Vzhledem ke složitosti vzájemně se prolínajících procesů, které řídí sublimaci, zřídil tým více než 100 přístrojů na vysokohorské louce jižně od Gothicu známé jako Kettle Ponds.

„Nikdo to ještě nikdy neudělal správně,“ řekl Lundquist. „A tak se snažíme co nejlépe změřit úplně všechno.“

Po celou zimu tento zvěřinec zařízení každou vteřinu tiše zaznamenával data – měření, která týmu poskytovala přehled o historii sněhu. Přístroj zvaný sonický anemometr měřil rychlost větru, zatímco další zaznamenávaly teplotu a vlhkost v různých nadmořských výškách. Přístroje známé jako sněhové polštáře měřily obsah vlhkosti a laserový zobrazovací systém zvaný lidar vytvořil podrobnou mapu povrchu sněhu.

Od ledna do března, tedy ve třech nejchladnějších měsících roku, jezdili Daniel Hogan a Eli Schwatová, postgraduální studenti, kteří pracují pod Lundquistovým vedením na Washingtonské univerzitě, na lyžích ze své zasněžené chaty v Gothicu k rybníkům Kettle Ponds, aby sledovali neustále se měnící sněhovou pokrývku.

Jejich lyže byly vybaveny skiny, speciální látkou, která se lepí na lyže, aby lépe držely na sněhu. Oba muži se při téměř každodenní cestě na místo se sáňkami plnými vybavení v závěsu drkotali o zem. Byl chladný březnový den, ale díky sálajícímu odrazu sněhu jim připadalo tepleji, než bylo. Když Hogan a Schwaovát dorazili na místo, vyhloubili na povrchu sněhu jámu, přímo před stříškou hučících přístrojů.

Dvojice pečlivě zaznamenávala teplotu a hustotu sněhu uvnitř. Speciální lupa odhalila strukturu jednotlivých sněhových vloček, z nichž některé pocházely z nedávných bouří a jiné, nalezené hlouběji v jámě, z doby před několika týdny nebo dokonce měsíci. Všechny tyto faktory mohou přispívat k tomu, jak je sněhová pokrývka náchylná k sublimaci.

• Metan z mléčných farem se přemění na bioplyn
• Vědci využívají vizualizaci k předvídání škod způsobených hurikány
• Mláďata žraloka bílého se drží u pobřeží, ukazují vědci

Tato jáma by byla jen jednou z mnoha jam vykopaných v době, kdy údolí stále pokrýval sníh. Pokud jsou všechna měření, která tým během zimy provede, jako kniha, sněhová jáma je jen jedna stránka, řekl Hogan.

„Dohromady to dává celý příběh zimy,“ řekl, když stál uvnitř jedné ze studovaných jam. Ze sněhové jámy mu trčel jen vršek hlavy, když zkoumal její vrstvy.

Lundquistův tým začal analyzovat nasbíraná data dlouho předtím, než začal tát sníh.

Doufají, že jednoho dne umožní vodohospodářům lépe pochopit, jak moc sublimace spotřebovává vodní rozpočet regionu – což jim pomůže přesněji předpovídat budoucnost, která bude pravděpodobně ještě teplejší a sušší.