Această știre este o adunare de articole din arhivele The Conversation.

Pe măsură ce vremea rece se instalează în America de Nord, unele comunități au pornit deja plugurile de zăpadă, în timp ce altele sunt atente la prognoze. Zăpada și gheața pot da peste cap planurile de călătorie, dar joacă și roluri ecologice importante. Iar apa înghețată poate lua forme uimitoare. Pentru zilele în care toate discuțiile se îndreaptă spre vremea de iarnă, punem în evidență aceste cinci povești din arhivele noastre.

Formele ciudate pe care le poate lua apa

Dincolo de fulgii de zăpadă și de ghețari, apa înghețată se poate comporta în moduri surprinzătoare. De exemplu, în timpul unor valuri foarte reci, lacurile pot părea că aburesc ca într-o baie de saună.

Cum explică Scott Denning, cercetător în domeniul atmosferei de la Colorado State University, acest lucru se întâmplă deoarece apa lichidă din lac nu poate fi mai rece decât punctul de îngheț – aproximativ 32 de grade Celsius. Pe măsură ce apa se evaporă din lacul relativ cald în aerul rece și uscat, aceasta se condensează din vapori (apă gazoasă) în picături mici de apă în aer, care arată ca un abur.

Când devine extrem de rece, se poate forma gheață la suprafața oceanului. Valurile o sparg, astfel încât apa începe să arate ca un șuvoi ondulat. „Pentru oricine este dispus să înfrunte frigul, este sălbatic să stai lângă țărm și să privești marea fumegândă, cu valurile ei cu încetinitorul”, scrie Denning.

Cum sarea de pe șosele îmblânzește gheața

Când se anunță o furtună mare, camioanele de utilități se îndreaptă deseori spre drum pentru a pretrata străzile și autostrăzile, pulverizând de obicei sare gemă sau soluții de apă sărată. Dar, contrar credinței populare, sarea nu topește gheața.

Apa îngheață la 32 de grade Fahrenheit, dar amestecarea ei cu sare îi scade punctul de îngheț. „Sarea împiedică capacitatea moleculelor de apă de a forma cristale de gheață solide”, explică Julie Pollock, profesor asistent de chimie la Universitatea din Richmond. „Gradul de scădere a punctului de îngheț depinde de cât de sărată este soluția”. Atunci când sarea uscată este împrăștiată pe gheață, aceasta se bazează pe soare sau pe frecarea anvelopelor de mașină pentru a topi gheața, apoi o împiedică să înghețe din nou.

Pulsiile de sare pot dăuna plantelor, corpurilor de apă și organismelor acvatice atunci când se spală de pe drumuri – în special în timpul scurgerilor de primăvară, care pot transporta doze uriașe. Cercetătorii lucrează pentru a găsi opțiuni mai benigne, iar în prezent studiază aditivi, inclusiv melasa și sucul de sfeclă.

De ce au nevoie copacii de zăpadă

www.youtube.com

Saramura de sfeclă, o modalitate „complet naturală” de dezghețare a drumurilor

Zăpada poate părea a fi numai necazuri, mai ales dacă trebuie să o curățați cu lopata. Dar este, de asemenea, o resursă valoroasă. În nord-estul țării, oamenii de știință din domeniul mediului Andrew Reinmann și Pamela Templer au descoperit că stratul de zăpadă din timpul iernii acționează ca o pătură, protejând de frig rădăcinile copacilor și organismele din sol.

În parcelele forestiere experimentale unde Reinmann și Templer au îndepărtat zăpada de pe sol, au observat că

„…înghețul pătrunde la un metru sau mai mult în sol, în timp ce rareori se extinde la mai mult de cinci centimetri adâncime în parcelele de referință din apropiere cu strat de zăpadă nealterat. Și, la fel cum ciclurile de îngheț-dezgheț creează gropi pe străzile orașelor, înghețul solului abrazează și ucide rădăcinile copacilor și le deteriorează pe cele care supraviețuiesc.”

Schimbările climatice scurtează iernile din nord-est și scad cantitatea de zăpadă, cu efecte grave asupra pădurilor. „Pierderea stratului de zăpadă poate reduce creșterea pădurilor, sechestrarea carbonului și retenția nutrienților, ceea ce va avea implicații importante pentru schimbările climatice și pentru calitatea aerului și a apei pe tot parcursul anului”, prezic Reinmann și Templer.

Rezervoare înghețate

twitter.com

Stratul de zăpadă de astăzi #snowpack pe Montgomery Pk în nordul White Mtns CA, văzut de jos din Benton Valley. Zăpadă foarte bună pentru luna iunie!pic.twitter.com/t8ikfbEY32

Zăpada este și mai valoroasă în statele vestice, unde multe comunități își obțin o mare parte din apa potabilă din stratul de zăpadă care persistă la altitudini mari până în lunile calde. Și aici, încălzirea iernilor înseamnă mai puțină zăpadă, iar oamenii de știință observă deja „secete de zăpadă.”

Adrienne Marshall, cercetător care studiază hidrologia și schimbările climatice la Universitatea din Idaho, definește o secetă de zăpadă ca fiind un an cu un strat de zăpadă atât de scăzut încât, din punct de vedere istoric, s-ar întâmpla doar o dată la patru ani sau mai puțin.

„Astăzi, secete de zăpadă consecutive în vestul SUA se produc în jur de 7% din timp”, scrie ea. „Până la jumătatea secolului, dacă emisiile de gaze cu efect de seră continuă să crească, rezultatele noastre prevăd că secetele de zăpadă multianuale vor avea loc în medie în 42% din ani.”

De asemenea, stratul de zăpadă se topește mai devreme în primăvară, ceea ce înseamnă că vara este disponibilă mai puțină apă. Aceste schimbări afectează orașele, fermele, pădurile, fauna sălbatică și industria de recreere în aer liber în tot vestul țării, pe tot parcursul anului.

Putem face să ningă?

Dacă natura nu ne oferă atâta zăpadă cât avem nevoie, ce-ar fi să o ajutăm? Multe state și agenții din vestul țării au încercat să facă acest lucru de ani de zile prin însămânțarea norilor – adăugarea de particule în atmosferă care se crede că servesc drept cristale de gheață artificiale, promovând formarea zăpezii.

Există doar o singură problemă: Nimeni nu a dovedit că funcționează cu adevărat. Cu toate acestea, „statele vestice au nevoie de apă, iar mulți factori de decizie cred că însămânțarea norilor poate fi o modalitate rentabilă de a o produce”, scriu oamenii de știință din domeniul atmosferei Jeffrey French și Sarah Tessendorf.

Într-un studiu din 2018, French, Tessendorf și colegii lor au folosit noi instrumente de modelare computerizată și un radar avansat pentru a vedea dacă pot detecta cristale de gheață care se formează pe particulele de iodură de argint injectate în nori. Aceștia au agățat sonde de imagistică de aripile avioanelor de cercetare, care au zburat în și dinspre zonele de nori însămânțați. În mod sigur, în acele zone, formarea cristalelor de gheață a crescut cu sute de ori, ducând la formarea zăpezii. Nu s-au înregistrat astfel de rezultate în regiunile care nu au fost însămânțate.

Este nevoie de mai multe cercetări pentru a vedea dacă însămânțarea norilor poate schimba echilibrul apei pe suprafețe mari. Și, în cele din urmă, chiar dacă acest lucru se dovedește a fi adevărat, o altă întrebare va rămâne: Dacă merită costul.

Reprodus cu permisiunea The Conversation.

Reprodus cu permisiunea The Conversation.