Подземная структура определяет, как водоразделы реагируют на изменение климата

Новое исследование гидрологов показало, что ключевую роль в реакции водоразделов на климатическую изменчивость играет невидимая подземная структура ландшафта, а не только количество осадков. Работа опубликована в журнале Water Resources Research.

Учёные изучали процесс распределения талых снеговых вод весной — уходит ли вода в быстрый сток в реки, медленно просачивается в грунт для пополнения водоносных горизонтов или испаряется. Оказалось, что водоразделы с однородной подземной структурой (где проницаемость грунта относительно равномерна по горизонтали) ежегодно распределяют талые воды одинаково, независимо от того, была ли предыдущая осень сухой или влажной.

В водоразделах с неоднородной подземной структурой картина иная. После сухой осени весенний снег и летний дождь в основном быстро стекают по мелким боковым путям, повышая риск наводнений. После влажной осени в тех же водоразделах «включаются» более глубокие пути, направляя значительно больше талой воды в долгосрочное подземное хранилище. В одном из экспериментов доля снега, достигшая долгосрочного хранилища, выросла с 4% после сухой осени до 25% после влажной.

Таким образом, подземная неоднородность действует как усилитель климата. Водоразделы с переменной подземной структурой более чувствительны к климатическим колебаниям, и один влажный или сухой сезон может коренным образом изменить их поведение на месяцы вперёд.

Это открытие особенно важно в условиях меняющегося климата с менее предсказуемыми осадками. Понимание того, какие водоразделы более уязвимы, критически для управления водными ресурсами, предотвращения наводнений и дефицита воды. Кроме того, изменение путей движения талых вод может влиять на качество воды, унося или оставляя в почве и водоносных слоях питательные вещества и загрязнители.

Основная сложность в том, что подземную структуру трудно изучать в больших масштабах. Однако это исследование помогает определить, какие структурные особенности контролируют климатическую чувствительность, и понять, где именно нужна детальная характеристика недр.