Как ученые улучшают модели прогнозирования воды и климата в холодных регионах

Прошлое больше не является надежным ориентиром для будущего в отношении экстремальных явлений и наводнений. К такому выводу пришли исследователи из сети Changing Cold Regions Network (CCRN), чьи научные достижения были недавно обобщены в специальном выпуске журнала Hydrology and Earth System Sciences. Исследование CCRN было направлено на улучшение моделей прогнозирования для понимания будущих вызовов, с которыми могут столкнуться Западная и Северная Канада в условиях потепления климата.

Такие беспрецедентные события, как лесной пожар в Форт-МакМюррей (2016) и наводнение в Калгари (2013), могут стать более частыми и суровыми. Улучшенные модели позволяют лучше понять будущие риски для водных ресурсов, инфраструктуры и здоровья общества. Особую сложность для стандартных моделей представляют уникальные особенности холодных регионов, такие как вечная мерзлота, ледники, а также прерывистые гидрологические связи в ландшафтах, покрытых ледниковыми котловинами.

Процессы в холодных регионах, такие как таяние снега, инфильтрация в мерзлый грунт и промерзание почв, уникальны и сложны для компьютерного моделирования. Кроме того, климатические изменения трансформируют растительный покров: сельхозугодья и луга продвигаются на север, кустарники вытесняют тундру, а лиственные деревья замещают хвойные в бореальных лесах. Эти изменения влияют на водный и энергетический обмен, что необходимо учитывать в прогнозах. Как отмечает доктор Дженнифер Балцер, объединение гидрологических и моделей растительного покрова — ключевой шаг для повышения точности прогнозов.

Программа-преемник CCRN — Global Water Futures (GWF) — работает над созданием национальной системы прогнозирования водных ресурсов в сотрудничестве с федеральными и региональными властями. Ученые совершенствуют такие модели, как Cold Regions Hydrological Modeling platform и крупномасштабную модель MESH, применяя научные достижения в ключевых речных бассейнах Канады. Это помогает оценивать влияние изменения климата на доступность воды, риски наводнений и засух, а также последствия деградации снежного покрова, ледников и вечной мерзлоты.