Gestión de los recursos hídricos en un futuro sin nieve o con poca nieve

Con las capas de nieve de las montañas disminuyendo en el oeste de los EE. UU., un nuevo estudio del Berkeley Lab analiza cuándo podría llegar un futuro con poca o ninguna nieve y las implicaciones para la gestión del agua

Un nuevo análisis de Berkeley Lab encuentra que si las emisiones de gases de efecto invernadero continúan a lo largo del escenario de altas emisiones, los inviernos con poca nieve o sin nieve se convertirán en una ocurrencia regular en el oeste de los EE. UU. en 35 a 60 años. **Vista de las escarpaduras de la Sierra Nevada californiana. Se observa el Owens Valley, en la California oriental.** Se ve el Tinemaha Reservoir en primer plano.
**Crédito imagen:** G. Thomas / Wikipedia.

Las capas de nieve de las montañas en todo el mundo están disminuyendo, y si el planeta continúa calentándose, los modelos climáticos pronostican que las capas de nieve podrían reducirse drásticamente y posiblemente incluso desaparecer por completo en ciertas montañas, incluso en el oeste de los Estados Unidos, en algún momento del próximo siglo. Un nuevo estudio dirigido por investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) analiza el momento probable de un futuro con poca nieve o sin nieve, lo que significará para la gestión del agua y las oportunidades de inversión ahora que podrían evitar consecuencias catastróficas.

Su artículo de revisión, «Un futuro con poca nieve o sin nieve y sus impactos en los recursos hídricos en el oeste de los Estados Unidos», publicado en la revista Nature Reviews Earth and Environment, analiza las proyecciones climáticas anteriores y encuentra que si las emisiones de gases de efecto invernadero continúan en el escenario de altas emisiones, los inviernos con poca nieve o sin nieve se convertirán en algo habitual en el oeste de EE. UU. en 35 a 60 años. Además, el estudio reevalúa supuestos de larga data sobre la gestión del agua en los EE. UU. y enfatiza que los científicos y los administradores del agua deben trabajar juntos más de cerca para desarrollar e implementar estrategias de adaptación climática.

Sierra Nevada, Rockies, Cascades y otras cadenas montañosas brindan un gran servicio al capturar, almacenar y liberar agua para uso corriente abajo. Históricamente, el momento del deshielo proporciona un retraso crítico en el suministro de agua durante la primavera y el verano, cuando las precipitaciones son escasas y cuando la demanda de agua es máxima debido a la agricultura. Los factores que causan el encogimiento de las capas de nieve están relacionados predominantemente con los aumentos de temperatura y las características cambiantes de las precipitaciones. Las temperaturas más cálidas también implican que las tormentas producirán más precipitaciones y menos nevadas, lo que limitará la cantidad de nieve estacional que se puede acumular durante el invierno.

La investigación, codirigida por los autores Erica Siirila-Woodburn y Alan Rhoades del Área de Ciencias Ambientales y de la Tierra de Berkeley Lab, comienza con una revisión de la literatura que resume varios cientos de estudios científicos sobre la pérdida de nieve; de ellos, identifican y analizan 18 estudios que tenían proyecciones cuantitativas de la capa de nieve para el oeste de EE. UU.

Estas cartas muestran la pérdida de cobertura de nieve para tres períodos de tiempo: futuro cercano, mediados de siglo y final de siglo. Las proyecciones se sintetizaron de 18 estudios de clima publicados, los cuales predominantemente proveen proyecciones en un escenario de grandes emisiones. La pérdida del equivalente de agua de nieve, o el contenido total de agua para una profundidad dada de cobertura de nieve, es computada en relación a un período histórico base elegido en cada estudio individual. Cada barra representa el rango de intercauartiles (25 – 75 percentiles) de las proyecciones.
**Crédito:** Jenny Nuss / Berkeley Lab.

¿Cuándo llegará el futuro con poca nieve o sin nieve?

“Un estudio reciente destacó que ha habido una disminución del 21% en el almacenamiento de agua acumulada al 1º de Abril en el oeste de los Estados Unidos desde la década de 1950, lo que equivale a la capacidad de almacenamiento del lago Mead. En nuestra revisión, encontramos que alrededor de mediados de siglo deberíamos esperar una disminución comparable en la capa de nieve”, dijo Rhoades. “A finales de siglo, la disminución podría llegar a más del 50%, pero con un rango de incertidumbre más amplio”.

Muchos administradores del agua utilizan la fecha algo arbitraria del 1º de Abril para tomar decisiones de planificación y observaciones del manto de nieve. En las últimas décadas, ha habido disminuciones en el volumen máximo de la capa de nieve, así como ocurrencias más tempranas del momento del pico de nieve, con el pico ocurriendo aproximadamente 8 días antes en el año por cada 1 grado Celsius (1.8 grados Fahrenheit) de calentamiento.

Muchas regiones ya han experimentado inviernos con muy poca nieve en los últimos años, como las Sierras en 2015, cuando el nivel del manto de nieve del 1º de Abril era un 5% de lo normal, lo que los autores denominan un evento «extremo». El documento define otros dos tipos de condiciones de poca o ninguna nieve: «poca o ninguna nieve episódica», o cuando más de la mitad de una cuenca montañosa experimenta poca o ninguna nieve durante cinco años consecutivos, y «persistente baja nieve o nula”, en la que esto ocurre durante 10 años consecutivos. La “nieve baja” se define como cuando la capa de nieve (o más precisamente, el equivalente en agua de nieve, una medida de la cantidad de agua que se liberará cuando la capa de nieve se derrita) se encuentra en el percentil 30 o menos del pico histórico.

Con estas definiciones, California podría experimentar episodios de nieve baja o nula a fines de la década de 2040 y nieve persistente baja o nula en la década de 2060, según una proyección climática de alta resolución. En otras partes del oeste de EE. UU., la nieve persistente baja o nula surge en la década de 2070. Los autores advierten sobre la necesidad de más análisis con un conjunto más amplio de proyecciones climáticas para mejorar la confianza en el cronograma para la aparición de condiciones de nieve baja o nula.

Los autores describen las proyecciones climáticas en su estudio, escribiendo: “A mediados y finales del siglo XXI, una fracción cada vez mayor del oeste de los Estados Unidos se verá afectada por déficits equivalentes de agua de nieve en relación con el período histórico. En particular, solo del 8 al 14% de los años se clasifican como con poca o ninguna nieve entre 1950-2000, en comparación con 78 a 94% entre 2050-2099. En todas las regiones, se producirá una transición abrupta entre mediados y finales del siglo XXI».

Estas imágenes generadas por computadora muestran datos para las condiciones más bajas (abajo) y más altas (arriba) de la capa de nieve durante un período de 36 años. Un algoritmo generó cada punto en el mapa, comparando datos desde 1982 hasta 2017 y usando los valores más bajos o más altos. Debido a que los años individuales pueden dar como resultado una capa de nieve anómala en una región montañosa y no en otra, estas imágenes transmiten compuestos de condiciones de nieve alta y baja independientemente del año de ocurrencia.
**Crédito: Imágenes generadas por** Ben Hatchett y Alan Rhoades / Berkeley Lab, utilizando datos de Zeng, X., P. Broxton y N. Dawson.2018. **Cambio de capa de nieve de 1982 a 2016 en Estados Unidos**, Geophysical Research Letters. 12940-12947.

Impactos en los recursos hídricos

Los impactos de un futuro con poca nieve o sin nieve se extienden más allá de la disminución del flujo de los arroyos, aunque eso es ciertamente una consecuencia significativa. En Sierra Nevada, por ejemplo, la cantidad de agua en la capa de nieve en un típico 1º de Abril es casi el doble de la almacenada en depósitos de superficie en California.

“Un futuro con poca nieve o sin nieve tiene enormes implicaciones sobre dónde y cuándo se almacena el agua en el oeste de Estados Unidos”, dijo Siirila-Woodburn. “Además de los impactos directos en la recreación y similares, existen muchos efectos secundarios en los sistemas naturales y manejados, desde una perspectiva hidrológica. Así que eso abarca, desde una mayor ocurrencia de incendios forestales hasta cambios en los patrones de agua subterránea y superficial y cambios en el tipo y densidad de la vegetación».

Con menos nieve y más lluvia, los niveles de agua subterránea en los sistemas montañosos pueden verse afectados porque el deshielo se infiltra más eficazmente en el subsuelo que la lluvia. Además, menos nieve en las elevaciones más bajas reducirá la superficie total de la capa de nieve almacenada en las montañas, lo que podría resultar en menos nieve derretida disponible que se infiltra en el suelo.

Ahora las buenas noticias …

El objetivo de los autores al realizar este estudio fue estimular el pensamiento ahora sobre las estrategias de adaptación. «Queremos que la sociedad sea proactiva sobre estos cambios en la capa de nieve en lugar de reactiva», dijo Rhoades. “Nuestra esperanza al presentar la síntesis de la literatura de nieve baja o nula es que podamos entender el problema de una manera ‘única’. Además, destacamos algunas estrategias novedosas de adaptación climática que están surgiendo a través de asociaciones académicas y de agencias de agua no tradicionales, que serán partes clave de una cartera de enfoques de adaptación necesarios para superar la pérdida de nieve en un mundo más cálido».

Una de esas asociaciones es un proyecto respaldado por el Departamento de Energía llamado HyperFACETS, que involucra a 11 instituciones de investigación, incluido el Berkeley Lab, que trabajan con administradores de servicios de agua en California, Colorado, Florida y Pensilvania.

El documento también analiza posibles estrategias de adaptación, como una técnica conocida como recarga de acuíferos gestionada, en la que el exceso de agua superficial se almacena bajo tierra como agua subterránea para su uso posterior. Recientemente se demostró que otra técnica relativamente nueva, las operaciones de embalses informadas por pronósticos, en las que se utilizan pronósticos meteorológicos e hidrológicos para informar decisiones sobre la retención o liberación de agua de los embalses, aumenta el almacenamiento de agua en el lago Mendocino en California en un 33%.

Estas y otras técnicas son prometedoras para aumentar el suministro de agua, pero los autores también recomiendan más colaboración cruzada, tanto entre científicos como dentro de la sociedad en su conjunto, para expandir la cartera de estrategias de adaptación climática.

“Abogamos por la idea del compromiso con las mejores prácticas científicas y una mayor colaboración o asociación entre investigadores y partes interesadas. Por ejemplo, los administradores de la ciudad se preocupan por el control de inundaciones; los agricultores se preocupan por el almacenamiento de agua; cada uno tiene sus propios objetivos. Incluso dentro de la ciencia, las disciplinas suelen estar aisladas”, dijo Siirila-Woodburn. «Si todos trabajaran juntos para gestionar el agua en lugar de trabajar de forma independiente para su propio propósito, habría más agua para todos».

Fuente: Berkeley Lab.

Artículo original: ‘Managing Water Resources in a Low-to-No-Snow Future‘. July Chao. October 26, 2021.

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