O armazenamento da camada de neve e o tempo de escoamento em cicatrizes de queimadas dependem do local e do terreno

Incêndios florestais cada vez mais severos em altas elevações estão impactando a camada de neve — um reservatório importante para o oeste dos EUA. A paisagem alterada torna mais desafiador prever quando a neve derreterá e quanta água estará disponível para uso.

Pesquisadores da Universidade Estadual do Colorado estudaram os efeitos do incêndio Cameron Peak de 2020 na camada de neve em terrenos montanhosos e descobriram que a localização é fundamental para a taxa e o momento do derretimento.

As taxas de derretimento da neve variam de declive para declive, com base na quantidade de sol que o declive recebe e na vegetação. A neve geralmente derrete mais rápido em declives voltados para o sul, que recebem mais sol. Os pesquisadores descobriram que a quantidade de água na neve em um aspecto sul queimado atinge o pico mais cedo na estação do que em outros locais de cobertura de neve, e a neve do aspecto sul derrete mais cedo.

O máximo de água na camada de neve ocorreu 22 dias antes em locais queimados voltados para o sul do que em locais queimados voltados para o norte na mesma elevação, por causa do aumento da radiação solar absorvida nos locais queimados voltados para o sul e da falta de árvores para interceptá-la. A neve nas encostas queimadas voltadas para o sul também derreteu completamente 11 dias antes do que a neve nas encostas queimadas voltadas para o norte.

“Este é um avanço em relação ao entendimento anterior, porque capturamos essa variabilidade espacial em terrenos montanhosos complexos de uma forma que não havia sido feita antes”, disse Dan McGrath, coautor do estudo e professor associado de Geociências no Warner College of Natural Resources.

Balanço energético — o longo e o curto da questão

O estudo, publicado em Pesquisa de Recursos Hídricosé o primeiro a quantificar o impacto do balanço energético total — tanto da energia de ondas longas quanto curtas — na camada de neve em áreas queimadas.

Os pesquisadores usaram radiômetros para medir energia de ondas longas e curtas de entrada e saída. A energia de ondas curtas vem da radiação solar, e a forma de onda longa é energia térmica.

Energia térmica é emitida por qualquer coisa que absorva energia solar, incluindo a superfície da Terra, árvores e até mesmo substâncias frias, como neve. A perda da cobertura florestal reduz essa fonte de energia em áreas queimadas, então a camada de neve permanece mais fria no inverno. Na primavera, no entanto, o equilíbrio energético se inverte, e a cobertura das árvores em áreas não queimadas prolonga a neve protegendo-a da luz solar, enquanto as áreas queimadas assam sob o sol mais alto e dias mais longos.

Após um incêndio florestal, a fuligem e as cinzas dos troncos de árvores restantes escurecem a neve, reduzindo sua refletividade — chamada albedo. A neve mais escura absorve mais energia solar, fazendo com que derreta mais rápido. Ao examinar o balanço energético completo, os pesquisadores conseguiram determinar quanto da mudança de energia foi devido ao albedo reduzido pelas cinzas e fuligem e quanto foi devido à perda do dossel da floresta.

“Descobrimos que a energia de onda curta que chega é cinco a seis vezes mais impactante do que a mudança no albedo”, disse o autor principal Wyatt Reis, que trabalhou no projeto como tese para seu mestrado na CSU. Reis agora é um engenheiro civil pesquisador do Corpo de Engenheiros do Exército, onde trabalha com hidrologia no Oeste dos EUA.

Reis acrescentou que essa melhor compreensão do balanço energético orientará o desenvolvimento de modelos e ferramentas que os gestores de água podem usar para tomar decisões.

Impacto duradouro na paisagem

Quatro invernos após o incêndio, a camada de neve está visivelmente mais limpa, disse McGrath, mas as árvores não se recuperaram e ele não tem certeza se isso acontecerá algum dia.

Como as encostas voltadas para o sul, queimadas e, portanto, sem sombra, acumulam menos neve e ficam livres de neve mais cedo do que outras vertentes, elas podem ficar secas demais para que as mudas de árvores se estabeleçam.

“Essas encostas voltadas para o sul podem ser transformadas para sempre e não se recuperarem ao estado anterior ao incêndio”, disse McGrath.

Como resultado, a bacia hidrográfica pode nunca mais ser a mesma. Somando todas as encostas impactadas por incêndios florestais, há incerteza quanto aos recursos a jusante.

“Quando você considera a quantidade de área queimada no oeste dos EUA, o que está ocorrendo cada vez mais em altitudes elevadas que acumulam grandes camadas de neve, esta é uma questão realmente crítica que impactou e continuará a impactar o abastecimento de água da região”, disse McGrath.

Ele continuou: “Essas observações de campo em terrenos montanhosos nos fornecem a estrutura para melhorar a forma como modelamos e gerenciamos esse recurso.”

Os colaboradores do estudo “Quantificação da resposta da camada de neve dependente do aspecto a incêndios florestais de alta altitude nas Montanhas Rochosas do Sul” são Kelly Elder, da Estação de Pesquisa das Montanhas Rochosas do Serviço Florestal dos EUA, a professora Stephanie Kampf da CSU e David Rey, do Serviço Geológico dos EUA.