Ta historia jest zbiorem artykułów z archiwum The Conversation.
Jak zimna pogoda osiada w całej Ameryce Północnej, niektóre społeczności już uruchomiły pługi śnieżne, podczas gdy inne uważnie śledzą prognozy. Śnieg i lód mogą zepsuć plany podróży, ale odgrywają też ważną rolę ekologiczną. A zamarznięta woda może przybierać zadziwiające formy. Na dni, kiedy wszystkie rozmowy będą dotyczyły zimowej pogody, przedstawiamy pięć historii z naszych archiwów.
Dziwne formy, jakie może przybierać woda
Poza płatkami śniegu i soplami, zamarznięta woda może zachowywać się w zaskakujący sposób. Na przykład podczas bardzo niskich temperatur jeziora mogą wydawać się parować jak w saunie.
Jak wyjaśnia Scott Denning, naukowiec zajmujący się atmosferą na Uniwersytecie Stanowym Kolorado, dzieje się tak, ponieważ ciekła woda w jeziorze nie może być zimniejsza niż punkt zamarzania – około 32 stopni Fahrenheita. Jak woda paruje z relatywnie ciepłego jeziora do zimnego suchego powietrza, kondensuje się z pary (woda gazowa) do maleńkich kropel wody w powietrzu, które wyglądają jak para wodna.
Gdy robi się bardzo zimno, lód może tworzyć się na powierzchni oceanu. Fale rozbijają go, więc woda zaczyna wyglądać jak pofalowana papka. „Dla każdego, kto jest gotów stawić czoła zimnu, dzikie jest stanie na brzegu i obserwowanie dymiącego morza z jego powolnymi falami”, pisze Denning.
Jak sól drogowa oswaja lód
Gdy prognozowana jest duża burza, ciężarówki często wyruszają, aby wstępnie oczyścić ulice i autostrady, zazwyczaj rozpylając sól kamienną lub roztwory soli. Ale wbrew powszechnemu przekonaniu, sól nie topi lodu.
Woda zamarza w temperaturze 32 stopni Fahrenheita, ale mieszanie jej z solą obniża jej punkt zamarzania. „Sól utrudnia cząsteczkom wody tworzenie stałych kryształów lodu” – wyjaśnia Julie Pollock, adiunkt chemii na Uniwersytecie w Richmond. „Stopień obniżenia temperatury zamarzania zależy od tego, jak słony jest roztwór”. Kiedy sucha sól jest rozprowadzana na lodzie, polega na słońcu lub tarciu opon samochodowych, aby stopić lód, a następnie utrzymuje go przed ponownym zamarznięciem.
Pulsacje soli mogą zaszkodzić roślinom, zbiornikom wodnym i organizmom wodnym, gdy zmywa się z dróg – zwłaszcza podczas wiosennego spływu, który może nieść ogromne dawki. Naukowcy pracują nad znalezieniem bardziej przyjaznych opcji, a obecnie badają dodatki, w tym melasę i sok buraczany.
Dlaczego drzewa potrzebują śniegu
www.youtube.com
Buraczana solanka „całkowicie naturalnym” sposobem na odladzanie dróg
Śnieg może wydawać się niczym innym jak kłopotem, zwłaszcza jeśli trzeba go odśnieżać. Ale jest to również cenny zasób. Na północnym wschodzie naukowcy zajmujący się ochroną środowiska, Andrew Reinmann i Pamela Templer, odkryli, że zimowa pokrywa śnieżna działa jak koc, chroniąc korzenie drzew i organizmy glebowe przed zimnem.
Na eksperymentalnych powierzchniach leśnych, gdzie Reinmann i Templer usunęli śnieg z ziemi, zaobserwowali, że
„…mróz przenika stopę lub więcej w głąb gleby, podczas gdy rzadko sięga dalej niż dwa cale w pobliskich powierzchniach referencyjnych z niezmienioną pokrywą śnieżną. I tak jak cykle zamrażania-rozmrażania tworzą wyboje na ulicach miast, zamarzanie gleby ściera i zabija korzenie drzew oraz uszkadza te, które przetrwały.”
Zmiany klimatu skracają północno-wschodnie zimy i zmniejszają opady śniegu, co ma poważne skutki dla lasów. „Utrata pokrywy śnieżnej może zmniejszyć wzrost lasów, sekwestrację węgla i zatrzymywanie składników odżywczych, co będzie miało ważne implikacje dla zmian klimatycznych oraz jakości powietrza i wody przez cały rok” – przewidują Reinmann i Templer.
Zamarznięte zbiorniki
twitter.com
Today’s #snowpack on Montgomery Pk in northern White Mtns CA, seen from down in Benton Valley. Bardzo dobry śnieg jak na czerwiec! pic.twitter.com/t8ikfbEY32
Śnieg jest jeszcze cenniejszy w zachodnich stanach, gdzie wiele społeczności otrzymuje dużą część wody pitnej z pokrywy śnieżnej, która utrzymuje się na dużych wysokościach aż do ciepłych miesięcy. Również tutaj ocieplające się zimy oznaczają mniej śniegu, a naukowcy już obserwują „susze śnieżne”
Adrienne Marshall, pracownik naukowy zajmujący się hydrologią i zmianami klimatu na Uniwersytecie Idaho, definiuje suszę śnieżną jako rok z tak niskim poziomem pokrywy śnieżnej, że historycznie zdarzało się to tylko raz na cztery lata lub rzadziej.
„Obecnie w zachodnich Stanach Zjednoczonych susze śnieżne występują około 7% czasu”, pisze. „Do połowy wieku, jeśli emisje gazów cieplarnianych będą nadal rosły, nasze wyniki przewidują, że wieloletnie susze śnieżne będą występowały średnio w 42% lat.”
Pokrywa śnieżna topnieje również wcześniej na wiosnę, co oznacza mniejszą dostępność wody w lecie. Zmiany te mają wpływ na miasta, farmy, lasy, dziką przyrodę i przemysł rekreacyjny na całym Zachodzie przez cały rok.
Can We Make It Snow?
Jeśli natura nie dostarcza tyle śniegu, ile potrzebujemy, co z pomaganiem jej? Wiele zachodnich stanów i agencji od lat próbuje to zrobić poprzez zasiewanie chmur – dodawanie do atmosfery cząsteczek, które mają służyć jako sztuczne kryształki lodu, sprzyjając powstawaniu śniegu: Nikt nie udowodnił, że to naprawdę działa. Niemniej jednak „zachodnie stany potrzebują wody, a wielu decydentów wierzy, że zasiewanie chmur może być opłacalnym sposobem jej produkcji”, piszą naukowcy zajmujący się atmosferą Jeffrey French i Sarah Tessendorf.
W badaniu z 2018 r., French, Tessendorf i koledzy użyli nowych narzędzi do modelowania komputerowego i zaawansowanego radaru, aby sprawdzić, czy mogą wykryć kryształy lodu tworzące się na cząstkach jodku srebra wstrzykiwanych do chmur. Zawiesili oni sondy obrazujące na skrzydłach samolotów badawczych, które wlatywały i wylatywały z zasianych obszarów chmur. Okazało się, że w tych strefach tworzenie się kryształków lodu wzrosło o setki, co doprowadziło do powstania śniegu. Żadne takie wyniki nie wystąpiły w regionach nieobsiewanych.
Potrzebne są dalsze badania, aby sprawdzić, czy zasiewanie chmur może zmienić bilans wodny na dużych obszarach. I ostatecznie, nawet jeśli okaże się to prawdą, pozostanie jeszcze jedno pytanie: Czy jest to warte kosztów.
Reposted za zgodą z The Conversation.
.