Seit Jahrzehnten sind die Kalifornier auf das zuverlässige Auftreten der Schneeschmelze im Frühjahr und Sommer angewiesen, um fast ein Drittel der Wasserversorgung des Staates zu decken. Aber je trockener der Staat wird und Waldbrände in immer höhere Lagen steigen, desto schneller und früher als in den vergangenen Jahren schmilzt dieser kostbare Schnee – sogar mitten im Winter.
Das stellt eine Bedrohung für den Zeitpunkt und die Verfügbarkeit von Wasser in Kalifornien dar, so die Autoren einer kürzlich in der Zeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlichten Studie, in der festgestellt wurde, dass sich die Auswirkungen des Klimawandels verstärken und den Rückgang der Schneedecke beschleunigen.
„Während Waldbrände größer werden, stärker brennen und in schneeanfälligeren Regionen wie der Sierra Nevada drohen, stehen die Wasserversorgungen des Staates unmittelbar vor der Bedrohung“, sagte Erica Siirila-Woodburn, Forscherin am Lawrence Berkeley National Laboratory und einer der Autoren der Studie.
Der Zeitpunkt der Schneeschmelze ist in Kalifornien entscheidend, da es normalerweise in heißen, trockenen Monaten Wasser liefert, wenn die Niederschläge gering und die Nachfrage hoch ist, sagte Siirila-Woodburn. „Wenn also der Schnee früher im Jahr schmilzt, kommt es zu einer weiteren Trennung zwischen Angebot und Nachfrage, was möglicherweise zu Problemen mit der Wasserknappheit führen kann.“
Es gibt mehrere Systeme, die diesen unerwünschten Effekt hervorrufen, darunter Klimawandel, Waldbewirtschaftungspraktiken und sich verschlimmernde Dürren und Waldbrände. In den Jahren 2020 und 2021 verzeichnete der Staat laut der Studie einen fast zehnfachen Anstieg der Lauffeueraktivität an schneebedeckten Orten im Vergleich zu den Jahren 2001-19.
Die Brandnarben dieser Brände treffen zunehmend auf Dürren mitten im Winter oder Perioden, in denen Regen und Schnee mitten in der Regenzeit des Staates aufhören zu fallen. Letztes Jahr zum Beispiel wich ein nasser Dezember dem trockensten Januar bis März des Bundesstaates seit Beginn der Aufzeichnungen.
Dadurch verschiebt sich die „Schmelzsaison“ in die Mitte des Winters, sagte Benjamin Hatchett, Assistenzprofessor am Desert Research Institute und einer der Hauptautoren der Studie. Es hat auch das Potenzial, Bergschnee von einer Ressource in eine Gefahr zu verwandeln.
„Wir werden möglicherweise früher in der Saison viel mehr Wasser bekommen, so wird es sagen [us] außerhalb der Phase, in der wir das Wasser wollen und wann wir es brauchen, und wenn es tatsächlich aus den Bergen kommt“, sagte er.
Das Caldor-Feuer, das im Herbst 2021 222.000 Acres in der Nähe von South Lake Tahoe verwüstete, ist ein perfektes Beispiel für die Wirkung. Als in diesem Winter Schnee auf die Brandnarbe des Feuers fiel, war sie aufgrund des Mangels an Baumkronen mehr Sonnenlicht ausgesetzt. Verkohlte Vegetation des Feuers mischte sich ebenfalls mit dem Schnee, um sein Reflexionsvermögen zu verringern. Dadurch schmolz der Schnee viel schneller als während einer vergleichbaren Trockenperiode im Winter 2013.
Tatsächlich fand die Studie heraus, dass das Reflexionsvermögen von Schnee – auch bekannt als Albedo – um bis zu 71 % abnahm, wenn er auf verbrannte Gebiete fiel, was zu weniger schneebedeckten Tagen führte. Die verstärkte Schneeschmelze war innerhalb der Brandnarbe von Caldor so ausgeprägt, dass die Forscher in diesem Winter 50 Tage weniger mit Schneebedeckung verzeichneten, die niedrigste Anzahl von Tagen mit Schneebedeckung in der Region.
„Wir haben jetzt viel mehr Fläche, die diesen potenziellen Trockenperioden und Umgebungen nach Bränden ausgesetzt ist, die zum Schmelzen des Schnees führen können“, sagte Hatchett. „Also sollten wir darüber nachdenken, wie wir damit umgehen, denn wir erwarten mehr Trockenperioden in einem wärmeren Klima und wir erwarten mehr Feuer in den Bergen, also gibt uns das Anlass, darüber nachzudenken, wie wir unsere Wälder bewirtschaften, wie Wir verwalten unsere Wasserressourcen.“
In der Tat kann eine früher als übliche Schneeschmelze zusätzlich zu einer verringerten Wasserverfügbarkeit zu einer „ganzen Kette von kaskadierenden Auswirkungen“ führen, sagte er, einschließlich verringerter Ressourcen für Wasserkraft und negativer Auswirkungen auf Fischarten.
Eine der wichtigsten Empfehlungen der Forscher ist, dass Wassermanager die Auswirkungen von Waldbränden auf die Schneeschmelze in ihre kurz- und langfristige Planung einbeziehen, da sich die Auswirkungen in absehbarer Zeit nicht umkehren werden.
Die Studie reiht sich in eine wachsende Zahl von Arbeiten ein, die untersucht, wie der Klimawandel lang gehegte Beziehungen zwischen Waldbränden, Wasser und Dürre in Kalifornien auf den Kopf stellt. Die Flammen des Staates erklimmen immer höhere Höhen und erhöhen die Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Abflusses, während die Dürre die Aussicht auf einen „schneefreien“ Winter in den kommenden Jahrzehnten wahrscheinlicher macht.
John Abatzoglou, ein außerordentlicher Professor für Klimatologie an der UC Merced, der nicht an der Studie gearbeitet hat, sagte, einige der Ergebnisse „deuten darauf hin, dass wir möglicherweise umstellen müssen, wie wir die Schneedecke im Winter in Frühlingsschmelze, Abfluss und Wasserverfügbarkeit umwandeln müssen.“
Abatzoglou veröffentlichte 2021 eine Studie, die herausfand, dass die Klimaerwärmung zusätzliche 31.400 Quadratmeilen US-Wälder in höheren Lagen Bränden ausgesetzt hat. Diese Studie ergab auch, dass die Brände in der Sierra Nevada zwischen 1984 und 2017 um mehr als 1.400 Fuß in die Höhe vorgerückt sind.
Er sagte, dass der Effekt einer niedrigeren Albedo mitten im Winter die Schneeschmelze anfälliger für „Regen-auf-Schnee-Ereignisse“ machen und Herausforderungen für das Reservoirmanagement schaffen könnte. Weniger Wasser in der Schneedecke der Berge verstärkt die beobachteten Erwärmungstrends und unterstreicht die „Bedeutung des Problems der Wasserknappheit, mit dem der Staat konfrontiert ist“, sagte er.
Und obwohl einige Studien gezeigt haben, dass die Wirkung von Feuer auf Schnee mit der Zeit nachlässt, könnte das frühe Verschwinden von Schnee einige Ökosysteme verändern, die sich von Feuer erholen, sagte Abatzoglou.
„Dies ist sehr standortspezifisch, aber einige Arten kommen viel besser zurecht, wenn sie bis in den Sommer hinein reichlich Bodenwasser erzeugen“, sagte er. “Das frühe Verschwinden des Schnees hilft an dieser Front nicht.”
Es gibt keine Wunderwaffe, um das Problem zu beheben, sagte Siirila-Woodburn, die auch an der Studie über das Potenzial für ein „schneefreies“ Kalifornien mitgearbeitet hat.
„Ansätze wie der prognosegestützte Betrieb von Stauseen, die maßstabsgetreue Wiederauffüllung von Grundwasserleitern und eine weit verbreitete Wasseraufbereitung, bei der die mit der Entsalzung unkonventioneller Wasserquellen verbundenen Kosten und der Energieverbrauch gesenkt werden, sind jedoch wertvolle Wege, um die Widerstandsfähigkeit der Wasserressourcen zu stärken“, sagte sie.
Kristen Guirguis, Associate Project Scientist an der Scripps Institution of Oceanography und eine weitere Autorin der Studie, sagte, die Ergebnisse bauen auf früheren Forschungen über „Wetterschleudertrauma“ oder sich verschlechternde Klimaextreme in Kalifornien auf. Untersuchungen haben ergeben, dass sich die Eigenschaften der kalifornischen Niederschläge ändern und die Häufigkeit von Trockentagen zunimmt, sagte sie.
Das neueste Papier „ist das erste Mal, dass ich quantifiziert sehe, dass ein Feuer die Eigenschaften des Schnees und der Schneeumgebung in einer Weise verändert hat, dass die Schneeschmelze beschleunigt wurde“, sagte sie.
„Es war ein ziemlich starkes Signal – man kann die Beschleunigung der Schneeschmelze in diesen vom Feuer betroffenen Regionen deutlich sehen“, sagte sie.
Aber obwohl der Klimawandel eine bedeutende Rolle in diesem Prozess spielt, ist er nicht der einzige Faktor. Hatchett sagte, dass Fehler in der Waldbewirtschaftung, einschließlich der Politik, die es ermöglichte, Wälder im Wert von einem Jahrhundert aufzubauen, ebenfalls zu diesem sich verschlechternden Effekt beitragen.
Er sagte, die Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, „gutes Feuer“ in die Landschaft zurückzubringen – das heißt vorgeschriebene Verbrennungen oder kulturelle Verbrennungen, die Brände mit geringer Schwere ermöglichen, um die Waldgesundheit zu verbessern. Das wird „unsere Wälder widerstandsfähiger machen, so dass wir keine schweren Brände haben müssen, die diese wirklich langfristigen Schäden verursachen“, sagte er.
Dennoch, sagte er, sollten die Ergebnisse „ein bisschen erschreckend sein“.
„Ich hoffe, es motiviert die Menschen, darüber nachzudenken, wie wir aus dem, was wir jetzt sehen, lernen können“, sagte er. „Um unser Landmanagement zu modernisieren, gutes Feuer auf das Land zu bringen und unsere Wälder, Wasserversorgung und Umwelt wirklich widerstandsfähiger gegen den Klimawandel zu machen.“