Los inviernos cálidos están cambiando la capa de nieve de Canadá

La nieve es la reserva oculta de Canadá. Cada invierno, las precipitaciones que trae no se almacenan detrás de presas, sino sobre montañas, bosques y praderas en forma de capa de nieve. Cuando las temperaturas aumentan, el agua almacenada se derrite y se libera gradualmente, sustentando los ríos, las aguas subterráneas, los ecosistemas, la agricultura y la energía hidroeléctrica.

Este almacenamiento estacional respalda la seguridad hídrica en la mayor parte del país. La agricultura de las praderas depende en gran medida de la nieve de las montañas para el riego. La cuenca de los Grandes Lagos depende del deshielo para mantener los flujos primaverales que sustentan la navegación, los ecosistemas y las extracciones de agua dulce. Los sistemas hidroeléctricos en Columbia Británica y Quebec dependen de la acumulación de nieve y del momento en que se derrite en las cuencas hidrográficas de las montañas.

Durante décadas, los científicos y los administradores del agua han confiado en el equivalente de agua de nieve (SVE) para medir este depósito de agua invernal. SVE estima cuánta agua líquida produciría la capa de nieve si se derritiera inmediatamente. Es físicamente intuitivo y sigue siendo fundamental para la previsión hídrica estacional.

Pero el cambio climático está cambiando no sólo la cantidad de nieve que cae, sino también dónde permanece la capa de nieve y cuánto dura. Los inviernos más cálidos traen más lluvia en lugar de nieve, deshielos más frecuentes a mediados del invierno y duraciones más cortas de la capa de nieve. La capa de nieve máxima está llegando ahora antes a muchas regiones. La capa de nieve se vuelve cada vez más intermitente, especialmente durante las transiciones tempranas del invierno y la primavera.

Estos cambios revelan una limitación en las mediciones tradicionales de SVE a grandes escalas espaciales. A medida que aumentan las temperaturas, la nieve puede desaparecer en gran parte del paisaje, aunque permanece profunda en zonas aisladas. En tales condiciones, el equivalente medio de agua de la nieve puede parecer estable incluso aunque la superficie cubierta por nieve haya disminuido significativamente.

Para abordar esta limitación, mis colegas y yo introdujimos una métrica complementaria llamada disponibilidad de agua en la nieve (SVA). En lugar de promediar el agua de la nieve en un área entera, el SVA estima cuánta agua está presente en la parte del paisaje cubierta de nieve. Esta métrica combina SVE con mediciones satelitales o estimaciones de reanálisis climático de la proporción de capa de nieve en el área. El resultado es una medida que es particularmente sensible a la nieve irregular, una condición que se está volviendo más común en climas más cálidos.

Disponibilidad de agua de nieve.

Monte Rundle en las Montañas Rocosas cerca de Canmore, Alta., en abril de 2023. Dentro de las Montañas Rocosas, hay una reducción significativa en la disponibilidad de agua de nieve en los picos de las montañas de elevación media. PRENSA CANADIENSE/Jeff McIntosh

Utilizando nuestra métrica SVA, realizamos un análisis a gran escala en Canadá y Alaska y encontramos marcadas diferencias en cómo cambia el agua de la nieve. En las regiones norte y este, la disponibilidad de agua de nieve ha aumentado en las últimas décadas. En algunas zonas árticas y subárticas, la reducción del hielo marino y las temperaturas más cálidas del aire aumentan la humedad atmosférica, lo que aumenta las nevadas en las regiones del norte.

Sin embargo, en el oeste de Canadá, particularmente dentro de las Montañas Rocosas, hay una disminución significativa del SVA en las fuentes montañosas de elevación media. Estas regiones alimentan los principales sistemas fluviales, incluidas las cuencas de los ríos Saskatchewan, Fraser y Columbia.

La respuesta del manto de nieve de las montañas al calentamiento depende en gran medida de la altitud. Las zonas alpinas altas, donde las temperaturas invernales se mantienen muy por debajo del punto de congelación, pueden mantener mantos de nieve relativamente estables. En altitudes bajas, es posible que ya caiga nieve ocasionalmente.

Sin embargo, las zonas de transición de altitud media, donde las temperaturas invernales a menudo rondan el punto de congelación, son particularmente sensibles al clima. Pequeños aumentos de temperatura pueden cambiar la precipitación de nieve a lluvia, acortar la duración de la capa de nieve y acelerar el tiempo y la velocidad de derretimiento.

Esto crea una asimetría importante. Aunque el SVA general aumentó en Canadá y Alaska entre 2000 y 2019, las ganancias en las regiones del norte escasamente pobladas no compensan las pérdidas en las cabeceras del sur y el oeste, donde la demanda de agua es mayor.

Además, las regiones montañosas funcionan como depósitos de agua naturales. Cuando el almacenamiento de nieve disminuye, los efectos se extienden río abajo a través de cuencas fluviales enteras. El lugar donde desaparece la nieve puede ser más importante para la confiabilidad del suministro de agua que la cantidad que se acumula en otros lugares. La geografía de la pérdida importa.

En qué se diferencia SVA de SVA. La Figura (a) muestra el área de muestra en las Montañas Rocosas. La Figura (b) muestra el cálculo del SVA para el área en octubre (fila superior), febrero (fila central) y junio (fila inferior) del invierno 2012-13. Si bien SVE y SVA son similares durante febrero, cuando la capa de nieve es uniforme, son diferentes en octubre y junio, cuando la capa de nieve es fina. (Ali Nazemi), proporcionado por el autor (sin reutilización) Nieve desigual

Los impactos pueden amplificarse cuando las disminuciones en las cabeceras occidentales coinciden con disminuciones generalizadas pero menos significativas estadísticamente aguas abajo. Combinados, estos patrones afectan las cuencas hidrográficas que sustentan a gran parte de la población y la actividad económica de Canadá.

Los acontecimientos históricos ponen de relieve esta vulnerabilidad. Una sequía de nieve en el oeste de Canadá en 2015 redujo el flujo de los arroyos que se originan en los picos de las Montañas Rocosas, lo que afectó a los sistemas municipales, la agricultura y los ecosistemas acuáticos. Durante el invierno de 2011-2012, la reducción de la capa de nieve en el sur de Ontario y Quebec contribuyó a reducir los niveles de agua en los Grandes Lagos, lo que afectó la navegación y la gestión del agua.

La variabilidad climática añade mayor complejidad. Los patrones oceánicos y atmosféricos a gran escala pueden amplificar o moderar temporalmente los efectos del calentamiento de un año a otro. Algunos inviernos siguen siendo ricos en nieve; en otros predomina el aguanieve y/o el deshielo a mediados del invierno. Pero el calentamiento a largo plazo aumenta la probabilidad de pérdida de SVA en regímenes de nieve en diferentes altitudes climáticas.

A pesar de sus ventajas, nuestra SVA propuesta no está exenta de incertidumbre. Las observaciones de nieve siguen siendo raras en el extremo norte y en las zonas altas. Los productos satelitales se ven afectados por la nubosidad, la vegetación y las noches polares.

Una cresta de montaña cerca de McGillivray Pass Lodge, ubicada en el sur de las montañas Chilcotin de la Columbia Británica. La capa de nieve de Canadá no sólo se está reduciendo o aumentando; se vuelve cada vez más desigual. PRENSA CANADIENSE/Jonathan Hayward

Los nuevos análisis climáticos se basan en supuestos de modelización que difieren entre modelos y productos. Si bien las tendencias a nivel de cuenca pueden detectarse con razonable confianza, la incertidumbre aumenta en escalas espaciales más finas, donde la orientación de las pendientes, la vegetación, los detalles del terreno y el microclima influyen en gran medida en el SVA.

A medida que las decisiones de gestión del agua requieren cada vez más precisión en las subcuencas, se vuelve esencial mejorar la resolución espacial y el realismo físico del seguimiento de la nieve. Las investigaciones futuras requerirán mejores observaciones satelitales, mejores modelos de la superficie terrestre y redes de monitoreo terrestres ampliadas.

En un clima cada vez más cálido, comprender cuánta nieve existe, dónde permanece, qué tan fragmentada se vuelve y con qué rapidez desaparece será fundamental para predecir los riesgos para el suministro de agua.

La capa de nieve de Canadá no sólo se está reduciendo o aumentando; se vuelve cada vez más desigual. Y en un paisaje desigual, la ubicación de la pérdida puede ser más importante que el monto total de la ganancia.