La investigación de la nieve llena el vacío en la comprensión del clima ártico

Los datos completos de varias temporadas de investigación de campo en el Ártico de Alaska abordarán las incertidumbres en los modelos del sistema terrestre y del cambio climático sobre la capa de nieve en la región y sus impactos en el agua y el medio ambiente.

“La capa de nieve y su distribución afectan no solo al Ártico sino también a los balances energéticos globales y, por lo tanto, la forma en que está cambiando es de vital importancia para comprender cómo cambiará el clima global en el futuro”, dijo Katrina Bennett, autora principal del artículo en La Criosfera. Bennett es investigador principal en el Laboratorio Nacional de Los Álamos para el proyecto Ártico Experimento de Ecosistemas de Próxima Generación del Departamento de Energía. “Nuestro modelo estadístico llena el vacío en la comprensión de la distribución espacial de la nieve”.

La investigación encontró que la distribución espacial depende en gran medida de la vegetación, la elevación y las características del paisaje, como las orillas de los arroyos y los bancos, áreas de variabilidad topográfica donde crecen los arbustos y se acumula la nieve.

Basado en el aprendizaje automático de bosques aleatorios, el modelo estadístico caracteriza el patrón espacial de la distribución de la nieve al final del invierno e identifica los factores clave que controlan la distribución espacial. El modelo también predice la distribución de la nieve para los sitios de estudio locales y se puede generalizar en toda la región.

Bennett dijo que el análisis será útil para validar modelos de hidrología de permafrost basados ​​​​físicamente, como el Simulador Terrestre Avanzado desarrollado en Los Álamos. El trabajo también ayudará a validar y proporcionar una mejor representación de la redistribución de la nieve en el modelo de superficie terrestre dentro del Modelo de sistema terrestre de exaescala de energía del Departamento de Energía.

“En última instancia, aumentará nuestra comprensión de los cambios en la hidrología, la topografía y la dinámica de la vegetación en el Ártico y el subártico”, dijo Bennett.

Estaciones en la nieve

El equipo de investigación multiinstitucional, que incluía miembros de Los Álamos, la Universidad de Alaska Fairbanks, el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, el Laboratorio Nacional Oak Ridge y la Universidad de Wisconsin–Madison, realizó estudios de nieve en los meses de primavera de 2017–2019 en dos sitios pequeños en la península de Seward.

“Queremos reconocer con gratitud a Mary’s Igloo, Sitnasuak y Council Native Corporation por su orientación y por permitirnos realizar nuestra investigación en sus tierras tradicionales”, dijo Bennett.

El trabajo de campo se centró en recopilar mediciones de la profundidad y la densidad de la nieve al final del invierno para calcular la cantidad de agua contenida en la capa de nieve. Esas mediciones caracterizan los impactos de la capa de nieve sobre el agua y la temperatura mejor que las mediciones de la profundidad de la nieve.

Para crear un modelo de distribución de la nieve, el equipo estimó los factores del paisaje para la topografía, la vegetación y el viento, y luego cuantificó sus impactos en la distribución de la nieve utilizando tres modelos estadísticos.