雪旱研究发现不确定性的可预测性

过去十年创纪录的低雪量时期增加了雪研究的紧迫性。随着雪研究的扩展，使用术语“雪旱”来描述异常低积雪的季节已经变得普遍。但在如何测量雪深和如何定义雪旱方面仍存在分歧。

认识到雪与水安全之间的联系，达特茅斯的一个团队编制了一个史无前例的全球范围积雪数据集，以展示确定雪深的不确定性和雪旱分类的不一致实际上如何用于改进对可用水量的预测。

该研究结果发表在《气象学会公报》上，对决策者、应急计划人员、水资源管理者、企业主以及任何根据水资源可及性做出决策的人都有影响。

“随着全球变暖，雪旱会增加，”地理学助理教授、该研究的资深作者贾斯汀曼金说。“虽然过去几年的低积雪似乎不是一个紧迫的问题，但目前每年降雪量减少的趋势迫使我们发展研究以了解雪旱的影响。”

雪提供了重要的生态和经济服务，包括在温暖的天气里储存水。积雪减少可能意味着水库水位或土壤湿度降低，从而影响家庭、企业、环境和经济。再加上气候变化带来的热量增加，雪旱还可能导致野火等紧急情况。

“我们有兴趣使用观测到的雪旱记录来了解它们的后果，并为未来低积雪的未来做准备。我们发现我们没有良好的雪旱观测基础，所以我们努力解决这个问题， “曼金说。

“雪旱”一词最早出现在 1980 年代初期的学术文献中。对该短语的引用虽然没有准确的定义，但自 2014 年左右以来一直在稳步增加。

评估雪旱的困难之一是在全球范围内确定性和一致性地测量雪。研究人员使用多种方法来确定一个地区的积雪，从分析不精确的卫星数据到收集稀疏的、特定于站点的积雪深度测量值。

除了这种观测的不确定性之外，由于没有单一的雪旱定义，因此没有通用的方法来识别这种现象或描述其对可用水量和其他条件的影响。

“我们不知道真实世界中的积雪是什么样的，到处都是完全确定的，”博士 Alexander Gottlieb 说。达特茅斯大学的候选人和该研究的主要作者。“测量和商定雪量的困难使得精确估计夏季干旱、野火和其他低水位条件的可能性变得更加困难。”

到目前为止，这些差异使雪旱研究变得复杂，并破坏了为应对全球变暖所预期的低积雪条件的准备工作。达特茅斯团队利用缺乏一致性来设计一种方法，以提高对雪旱及其原因和后果的理解。

“我们决定将不确定性视为一种信息来源，可用于更好地评估雪旱及其影响，”戈特利布说。

为了了解是否可以通过利用观测和定义的不确定性来更好地了解雪旱及其影响，该团队借鉴了气候建模社区的见解，该社区拥有分析气候变化模型中的不确定性的最佳实践。

通过根据所有已知的雪旱定义映射多个数据源，该团队改进了对给定地点和年份是否发生雪旱以及干旱严重程度的评估。事实证明，该方法比仅基于一个定义或数据源的预测更好。

该团队还证明，有可能利用雪旱的不确定性来更好地预测雪旱的影响，例如在冬季低雪之后的夏季发生干旱的可能性。

“我们的方法是基于这样一种信念，即不确定性不一定是问题，”曼金说。“相反，不确定性是我们拥有的工具来管理和更好地描述我们不确定的事情实际上可以帮助我们对世界如何运作做出更强有力的声明。”

虽然该研究认识到对雪旱及其对水资源可用性和生态系统福祉的影响达成共识的重要性，但研究表明，在许多情况下，区域方法最终可能比达成共识的定义更有用。

根据研究小组的说法，在某个时候可能需要通用定义或评估的可能性，特别是如果雪旱宣言与政府资源的获取相关联。

戈特利布说：“雪旱的影响不会在任何地方都得到同样的感受。” “归根结底，就定义达成一致并不是学究气，而是具有政策影响的一项必不可少的工作。”

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