ذوبان الثلوج

في علم المياه ، يُعرف ذوبان الثلوج بأنه جريان سطحي ناتج عن ذوبان الثلوج . ويمكن استخدامه أيضًا لوصف الفترة أو الموسم الذي يحدث فيه هذا الجريان. تُعدّ المياه الناتجة عن ذوبان الثلوج جزءًا هامًا من دورة المياه السنوية في أجزاء كثيرة من العالم، حيث تُساهم في بعض الحالات بنسب كبيرة من الجريان السنوي في مستجمعات المياه. وقد يكون التنبؤ بجريان ذوبان الثلوج من حوض تصريف جزءًا من تصميم مشاريع التحكم في المياه. يُمكن أن يتسبب ذوبان الثلوج السريع في حدوث فيضانات . وإذا تجمدت مياه ذوبان الثلوج بعد ذلك، فقد تحدث ظروف خطيرة للغاية وحوادث، مما يستدعي استخدام الملح لإذابة الجليد .

تتضمن عملية ذوبان الثلج عدة تدفقات للطاقة. ^{[ 2 ]} يمكن لهذه التدفقات أن تعمل في اتجاهات متعاكسة، أي إما بنقل الحرارة إلى طبقة الثلج أو سحبها منها . يُعرف تدفق الحرارة الأرضية بأنه الطاقة التي تنتقل إلى طبقة الثلج من التربة أسفلها عن طريق التوصيل . تشمل مصادر الإشعاع إلى طبقة الثلج صافي الإشعاع قصير الموجة (الإشعاع الشمسي بما في ذلك الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية) وصافي الإشعاع طويل الموجة ( الأشعة تحت الحمراء ). صافي الإشعاع قصير الموجة هو الفرق بين الطاقة التي تستقبلها طبقة الثلج من الشمس وتلك التي تعكسها بسبب معامل بياض طبقة الثلج . تستقبل طبقة الثلج الإشعاع طويل الموجة من مصادر عديدة، بما في ذلك الأوزون وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء الموجود في جميع مستويات الغلاف الجوي. كما تُصدر طبقة الثلج إشعاعًا طويل الموجة على شكل إشعاع قريب من إشعاع الجسم الأسود ، حيث تتراوح انبعاثية الثلج بين 0.97 و1.0. ^{[ 3 ]} عادةً ما يكون صافي الإشعاع طويل الموجة سالبًا، مما يعني فقدانًا صافيًا للطاقة من طبقة الثلج. يمثل تدفق درجة الحرارة الكامنة الطاقة التي تُزال من طبقة الثلج أو تُنقل إليها، والتي تصاحب عمليات انتقال الكتلة الناتجة عن التبخر أو التسامي أو التكثيف . أما تدفق الحرارة المحسوسة فهو تدفق الحرارة الناتج عن الحمل الحراري بين الهواء وطبقة الثلج.

تصبح جذوع الأشجار التي تمتص ضوء الشمس أكثر دفئًا من الهواء ، مما يؤدي إلى ذوبان الثلوج المحيطة بها مبكرًا. لا يذوب الثلج تدريجيًا مع ازدياد المسافة عن الجذع، بل يُشكّل جدارًا يحيط بالأرض الخالية من الثلج. ووفقًا لبعض المصادر، تستفيد نباتات الربيع الزائلة في أمريكا الشمالية ، مثل زهرة الربيع الجميلة ( Claytonia caroliniana ) وزنبق السلمون المرقط ( Erythronium americanum ) وزهرة التريليوم الحمراء ( Trillium erectum L.)، من دوائر الذوبان هذه. إذ يمكنها الظهور مبكرًا داخل هذه الدوائر، مما يمنحها وقتًا أطول قبل أن تُغطيها أوراق الأشجار بجزء كبير من الضوء. وتُجري هذه النباتات معظم عملية التمثيل الضوئي السنوية خلال هذه الفترة. ^{[ 4 ]}

تميل الأشجار دائمة الخضرة إلى إنتاج دوائر ذوبان أكبر من الأشجار المتساقطة الأوراق . وهذا ينطوي إلى حد كبير على آلية مختلفة، ولا توجد نباتات ربيعية عابرة هناك. ^{[ 4 ]}

يذوب الثلج مبكراً في الغابات أيضاً، على سبيل المثال على التلال الصغيرة (المرتفعات الصغيرة) أو في الأماكن الرطبة مثل حواف الجداول أو في الينابيع . وتؤثر هذه المواقع الصغيرة أيضاً على توزيع العديد من الأعشاب . ^{[ 4 ]}

لقد تقدم توقيت ذوبان الثلوج في المناطق الجبلية مع تغير المناخ . ^{[ 5 ]}

في عام 2002، في شمال ألاسكا، تقدّم موعد ذوبان الثلوج ثمانية أيام منذ منتصف الستينيات. ويبدو أن انخفاض تساقط الثلوج في الشتاء، وما تبعه من ارتفاع في درجات الحرارة في الربيع، هو سبب هذا التقدّم. ^{[ 6 ]} في أوروبا، كانت موجة الحرّ عام 2012 غير مألوفة، لا سيما في المرتفعات العالية. ولأول مرة في التاريخ المسجّل، خلت بعض أعلى قمم جبال الألب في أوروبا من الثلوج. ورغم أن الأمر يبدو مرتبطًا، إلا أن مدى تأثير تغيّر المناخ في ذلك ظلّ محلّ نقاش. ^{[ 7 ]}

كان ازدياد جريان المياه نتيجة ذوبان الثلوج سببًا للعديد من الفيضانات الشهيرة. ومن الأمثلة المعروفة فيضان نهر ريد عام 1997، عندما فاض نهر ريد الشمالي في وادي ريد ريفر بين الولايات المتحدة وكندا . ويتفاقم خطر الفيضانات في وادي ريد ريفر بسبب جريان النهر شمالًا عبر مدينة وينيبيغ في مقاطعة مانيتوبا وصولًا إلى بحيرة وينيبيغ . ومع بدء ذوبان الثلوج في مينيسوتا وداكوتا الشمالية وداكوتا الجنوبية وتدفقها إلى نهر ريد، يمكن أن يشكل الجليد المتراكم في المصب سدًا، مما يدفع المياه المتدفقة من المنبع إلى الارتفاع. كما أن انخفاض درجات الحرارة في المصب قد يؤدي إلى تجمد المياه أثناء تدفقها شمالًا، مما يزيد من مشكلة سد الجليد. وتُعد بعض المناطق في مقاطعة كولومبيا البريطانية أيضًا عرضة لفيضانات ذوبان الثلوج. ^{[ 8 ]}

يُعدّ تاريخ ذوبان الثلوج السنوي ذا أهمية بالغة كمؤشر محتمل لتغير المناخ. ولتحديد ما إذا كان الاختفاء المبكر للغطاء الثلجي الربيعي في شمال ألاسكا مرتبطًا بالاحتباس الحراري أم بظهور دورة مناخية طبيعية ومستمرة، يلزم إجراء المزيد من الدراسات والمراقبة. ^{[ 9 ]}

يُعقّد التباين الكبير من عام لآخر الصورة ويُعمّق النقاش. وينتج التباين السنوي في تراكم الثلوج في فصل الربيع إلى حد كبير عن تباين هطول الأمطار في أشهر الشتاء، والذي يرتبط بدوره بتباين أنماط رئيسية في دوران الغلاف الجوي.

أظهرت دراسة أجريت على جبال غرب الولايات المتحدة انخفاضًا واسع النطاق في الغطاء الثلجي الربيعي منذ منتصف القرن العشرين، ويعزى هذا الانخفاض بشكل رئيسي إلى المناطق المنخفضة حيث تقترب درجات الحرارة الشتوية من درجة التجمد. ويُشير هذا الانخفاض إلى ارتفاع درجات الحرارة، مما يؤدي إلى فقدان الثلوج نتيجةً لعوامل منها زيادة انتظام هطول الأمطار مقارنةً بالثلوج، وزيادة ذوبانها خلال أشهر الشتاء. وتجعل هذه التغيرات الطبيعية من الصعب تحديد الاتجاهات بدقة، واستنتاج التغيرات المرصودة للتنبؤ بالمناخ المستقبلي، أو رصد التغيرات في الغطاء الثلجي الناتجة عن التأثير البشري على اتجاهات الاحترار. ^{[ 10 ]}

• ألبيدو
• نضارة
• ذوبان الجليد
• نظام إذابة الثلج
• غطاء الثلج

• الغبار يسرع ذوبان الثلوج في جبال سان خوان
• 
  2005 (غبار أقل)
• 
  2006 (المزيد من الغبار)
• 
  2008 (غبار أقل)
• 
  2009 (المزيد من الغبار)