Una nuova analisi del carattere mutevole del deflusso, portata fluviale e altri elementi del ciclo idrologico attraverso il versante nord dell'Alaska rivela aumenti significativi nella proporzione di deflusso nel sottosuolo e portata della stagione fredda, i cambiamenti secondo gli autori sono "coerenti con il riscaldamento e lo scongelamento del permafrost".

Primo autore e capo modellatore climatico Michael Rawlins, professore associato di geoscienze presso l'Università del Massachusetts Amherst e direttore associato del suo Climate Systems Research Center, afferma che il riscaldamento dovrebbe spostare l'Artico da un sistema dominato dalle acque superficiali a un sistema dominato dalle acque sotterranee, con percorsi di flusso d'acqua più profondi attraverso terreni appena scongelati.

"Le nostre stime del modello del disgelo del permafrost sono coerenti con l'idea che gli ecosistemi della regione del permafrost si stanno spostando da un pozzo netto a una fonte netta di carbonio, " lui dice.

Nutrienti d'acqua dolce e fluviali, principalmente carbonio organico disciolto, sono trasportati negli estuari costieri e nelle lagune che si trovano all'interfaccia terra-mare, lui spiega. Le misurazioni sul campo della portata fluviale e di altri elementi del ciclo idrologico in questa regione sono scarse, che richiede un approccio modellistico per quantificare i flussi terra-oceano e il loro carattere mutevole. I dettagli di questa indagine sui bacini idrografici dell'Artico tra Utqiagvik (ex Barrow) e appena a ovest del fiume Mackenzie nel periodo 1981-2010 sono nell'attuale numero della rivista ad accesso libero, La criosfera .

Rawlins spiega, "Il nostro modello include una simulazione all'avanguardia dei cicli di congelamento-scongelamento del suolo che ci consente di comprendere meglio come il disgelo del permafrost sta influenzando l'entità e la tempistica dei flussi idrologici. I nostri risultati indicano un maggiore impatto del riscaldamento in tutta la Brooks Range , compreso l'aumento della portata fluviale della stagione fredda (da novembre ad aprile) e una maggiore percentuale di deflusso sotto la superficie".

Ulteriore, i mutevoli afflussi terrestri possono influenzare la struttura della rete trofica all'interno delle lagune, Aggiunge. "Le comunità autoctone locali fanno affidamento sul pesce e su altre risorse nell'ecosistema lagunare per il loro stile di vita di sussistenza. Più di 150 specie di uccelli migratori e acquatici sono supportate dalle reti trofiche della regione, e le lagune sono una ricca fonte di pesce per le comunità autoctone." In particolare, carriola, I cacciatori e i residenti di Nuiqsut e Kaktvik si affidano all'elevata produttività dei sistemi della Laguna di Beaufort per sostenere le popolazioni di pesci e uccelli in cui vivono, sottolinea Rawlins.

In questo studio, il modello di bilancio idrico del Permafrost è stato convalidato rispetto alle misurazioni disponibili della portata fluviale e dell'acqua trattenuta nel manto nevoso. Rawlins e colleghi stanno sviluppando modelli e sfruttando misurazioni in situ e di rilevamento remoto per comprendere meglio i flussi nelle lagune di Beaufort e prevedere come il disgelo del permafrost e l'intensificazione del ciclo dell'acqua influenzeranno le dinamiche dell'ecosistema lagunare in futuro.

I ricercatori hanno osservato aumenti significativi delle perdite durante la stagione fredda, come il 134% della media di lungo periodo per il versante nord, e 215% nel bacino del fiume Colville, Per esempio. Riportano un aumento significativo del rapporto tra il deflusso del sottosuolo e il deflusso totale per la regione e per 24 dei 42 bacini di studio, con il cambiamento più diffuso tra le pendici settentrionali del Brooks Range. Hanno anche osservato un calo dello stoccaggio di acqua terrestre, che attribuiscono alle perdite nel ghiaccio del suolo che superano i guadagni nello stoccaggio dell'acqua liquida del suolo. I tempi del picco di scarico della fresca primaverile, il flusso della neve che si scioglie nel mare, inoltre si è spostato in precedenza di 4,5 giorni.

Gli autori affermano che i risultati hanno implicazioni per l'acqua, ciclo del carbonio e dei nutrienti negli ecosistemi costieri e oltre. I fiumi del North Slope sono una fonte primaria di nuovi nutrienti organici per le lagune del Beaufort Sea, con metà dell'esportazione annuale di acqua dolce che si verifica in una finestra di due settimane dopo lo scioglimento delle nevi in ​​primavera. Mentre il clima si riscalda, il carbonio che è stato sequestrato per migliaia di anni nei terreni del permafrost si scioglie e viene mobilitato e trasferito ai sistemi fluviali, con alcuni emessi nell'atmosfera come anidride carbonica e metano, riscaldamento accelerato.