L'interazione tra la salinità delle acque superficiali e il cambiamento climatico nel centro di New York è oggetto di un recente articolo di ricercatori del College of Arts and Sciences della Syracuse University.

Kristina Gutchess, un dottorato di ricerca candidato in Scienze della Terra, è l'autore principale di un articolo sulla prestigiosa rivista Scienze e tecnologie ambientali (Pubblicazioni ACS). I suoi coautori a Siracusa includono Laura Lautz, il Jesse Page Heroy Professor e cattedra di Scienze della Terra, e Christa Kelleher, professore assistente di Scienze della Terra.

Un altro co-autore è il dottorato di ricerca di Gutchess. supervisore, Professore Associato Zunli Lu.

A completare il gruppo ci sono Li Jin G'08, professore associato di geologia alla SUNY Cortland; José L.J. Ledesma, un ricercatore post-dottorato in scienze acquatiche e valutazione presso l'Università svedese di scienze agrarie; e Jill Crossman, assistente professore di Scienze della Terra e dell'ambiente presso l'Università di Windsor (Ontario).

Il documento si basa sullo studio del gruppo sull'impatto del sale antigelo dall'Interstate 81 e da altre strade e autostrade circostanti sullo spartiacque del fiume Tioughnioga. Gutchess afferma che le loro scoperte la rendono "cautamente ottimista" sulle future concentrazioni di cloruro nelle acque superficiali dello spartiacque.

"L'applicazione a lungo termine dei sali stradali ha portato ad un aumento del livello di salinità del fiume, "dice Gutchess, che studia i processi che influenzano la qualità delle acque superficiali e sotterranee. "Mentre sono stati utilizzati vari modelli per valutare i potenziali impatti futuri delle continue pratiche di sbrinamento, non hanno incorporato scenari climatici differenti, che si prevede avranno un impatto sull'idrogeologia nel 21° secolo".

Il team di Gutchess ha combinato vari approcci computazionali con rigorose ricerche sul campo e analisi di laboratorio per simulare le concentrazioni di cloruro nelle acque superficiali nel Tioughnioga, un grande, profondo, Affluente di 34 miglia del fiume Chenango, che scorre attraverso le contee di Cortland e Broome.

Al centro del loro esperimento c'era INCA (abbreviazione di "INtegrated CAtchment"), una piattaforma semi-distribuita di modellazione del bacino che valuta le questioni relative al cambiamento ambientale. Gutchess ha calibrato il modello per uno storico, o linea di base, periodo (1961-90), e ha utilizzato i risultati per fare proiezioni per tre intervalli di 30 anni:2010-39, 2040-69 e 2070-99.

Sulla base delle proiezioni del modello, la salinità dei rami est e ovest del Tioughnioga comincerà a diminuire tra 20-30 anni. "Una graduale tendenza al riscaldamento tra il 2040 e il 2099 porterà a una riduzione delle precipitazioni nevose e delle applicazioni di sale associate, facendo diminuire la salinità [del fiume]. Entro il 2100, le concentrazioni di cloruro nelle acque superficiali dovrebbero essere inferiori ai valori degli anni '60, " dice Gutchess.

Questa è potenzialmente una grande notizia per una parte del paese che ha sperimentato l'aumento delle concentrazioni di cloruro nelle acque superficiali dagli anni '50, quando iniziò la salatura stradale.

Sale, o cloruro di sodio, è il prodotto chimico antighiaccio più comunemente usato nel paese, sparsi ad un ritmo di oltre 10 milioni di tonnellate all'anno.

Nello Stato di New York, un tipico evento invernale richiede 90-450 libbre di sale per corsia-miglio. Il traffico veicolare raccoglie circa il 10 percento del residuo; il resto entra nei bacini idrici adiacenti sotto forma di deflusso, mettendo a rischio gli ecosistemi terrestri e le risorse idriche potabili.

Lo studio idrogeologico di Gutchess è uno dei pochi che combina la variabilità climatica a lungo termine e la gestione della salinità. La struttura del modello INCA ha consentito al suo team di valutare la risposta del flusso in 16 diversi scenari futuri, tenendo conto del clima, uso del suolo e gestione della neve.

"INCA è stato originariamente sviluppato per valutare le fonti di azoto nei bacini idrografici di un fiume principale a stelo singolo, "Jin dice. "Ecco, abbiamo modificato il modello per incorporare una nuova struttura multi-ramificata, permettendoci di simulare stime giornaliere delle concentrazioni di cloruro in-stream. Abbiamo anche consentito differenze nelle pratiche di salatura tra aree rurali e urbane".

Secondo INCA, il sale stradale rappresenta oltre l'87 percento della salinità di Tioughnioga. Pratiche attuali di sbrinamento, combinato con una maggiore urbanizzazione, probabilmente aumenterà la sua salinità, ma solo per un po', grazie in parte al clima che cambia.

Secondo Lu, lo studio suggerisce che gli impatti climatici non sono sempre negativi in ​​una regione specifica:"È importante comprendere le sfumature del cambiamento climatico a varie scale temporali e geografiche. In definitiva, questo progetto ci aiuterà a gestire le nostre risorse in modo più efficace, mentre ci adattiamo ai cambiamenti futuri."

Con un occhiolino e un cenno del capo, Aggiunge, "Allo stesso tempo, non dovremmo fare dichiarazioni generali sui cambiamenti climatici. Nessuno è esente dai suoi effetti, pro o contro."

Gutchess è un membro di EMPOWER, un programma di formazione per laureati in acqua-energia a Siracusa, sponsorizzato dalla National Science Foundation e diretto da Lautz. Un ulteriore supporto alla ricerca di Gutchess arriva dal nuovo Campus dell'Università come programma di Laboratorio per la Sostenibilità. Dopo la laurea a maggio, inizierà la ricerca post-dottorato a Yale.