Το χιόνι αποτελεί κρίσιμη πηγή νερού για πολλές περιοχές του κόσμου, ιδιαίτερα σε χώρες με έντονο ανάγλυφο, όπως η Ελλάδα, όπου το λιώσιμο του τροφοδοτεί ποτάμια, ταμιευτήρες, και τον υδροφόρο ορίζοντα. Κατ’ αυτό τον τρόπο, το χιόνι σε αυτές τις περιοχές λειτουργεί ως φυσική «αποθήκη» νερού κατά τη διάρκεια του χειμώνα, απελευθερώνοντάς το σταδιακά την άνοιξη και το καλοκαίρι όταν η διαθεσιμότητα νερού είναι περιορισμένη και η ζήτηση αυξημένη, μέχρι την έναρξη του επόμενου υδρολογικού κύκλου το φθινόπωρο. Αυτός ο μηχανισμός είναι ζωτικής σημασίας για την υδροδότηση αγροτικών και αστικών περιοχών, τη διατήρηση των οικοσυστημάτων, και την παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας.
Η υδρολογία χιονιού είναι ο επιστημονικός κλάδος που μελετά τη δυναμική του χιονιού σε σχέση με τον υδρολογικό κύκλο. Περιλαμβάνει τη μελέτη του σχηματισμού, της συσσώρευσης, της τήξης και της αποστράγγισης του χιονιού, καθώς και των επιπτώσεων του σε υδάτινους πόρους, οικοσυστήματα και ανθρώπινες δραστηριότητες.
Για να κατανοήσουμε καλύτερα τη συμβολή του χιονιού στους υδάτινους πόρους, βασιζόμαστε σε τρία βασικά εργαλεία: δορυφορικά δεδομένα, μαθηματικά μοντέλα, και επιτόπιες μετρήσεις. Αυτές οι μετρήσεις περιλαμβάνουν ως επί το πλείστον την καταγραφή του ύψους και της πυκνότητας της χιονόστρωσης, από τα οποία μπορούμε να υπολογίσουμε την περιεκτικότητά του σε νερό (Snow Water Equivalent – SWE). Τα δεδομένα συλλέγονται μέσω χειροκίνητων μετρήσεων, αλλά και με τη χρήση αυτόματων αισθητήρων και τηλεμετρικών συστημάτων, όπως είναι οι μετεωρολογικοί σταθμοί.
Ο πιο παραδοσιακός και ευρέως διαδεδομένος τρόπος μέτρησης του SWE είναι μέσω τομής της χιονόστρωσης, γνωστής και ως “snow pit”. Το πρώτο βήμα είναι η μέτρηση του ύψους της χιονόστρωσης. Αφού εξακριβωθεί το ύψος, η μέτρηση που ακολουθεί είναι αυτή της πυκνότητας του χιονιού. Για να υπολογιστεί, πρέπει αρχικά να σκάψουμε μία τομή, μέχρι την βάση της χιονόστρωσης. Έπειτα, χρησιμοποιώντας ένα μεταλλικό δειγματολήπτη χιονιού γνώριμου όγκου (συνήθως 1000 cm3 / 1 λίτρο) γνωστό ως “density cutter” κάνουμε δειγματοληψίες καθ’ ύψος της τομής, τις οποίες και ζυγίζουμε. Διαιρώντας τη μάζα του χιονιού, με τον όγκο του (ο οποίος είναι ίσος με τον όγκο του δειγματολήπτη), υπολογίζουμε την πυκνότητα του συγκεκριμένου δείγματος χιονιού. Πολλαπλασιάζοντας τον μέσον όρο πυκνότητας της χιονόστρωσης, με το ύψος της, μπορούμε να υπολογίσουμε την περιεκτικότητά της σε νερό (SWE).
Συνεπώς, το ύψος και η πυκνότητα της χιονόστρωσης διαφέρουν τόσο χωρικά (π.χ. κατά μήκος διαφορετικών υψομέτρων, και από πλαγιά σε πλαγιά και βουνό σε βουνό), όσο και χρονικά. Έτσι, αν και αναμένουμε μεγαλύτερα ύψη χιονιού στα μέσα του χειμώνα όπου οι χιονοπτώσεις είναι μεγαλύτερες, το χιόνι αποκτά μεγαλύτερη πυκνότητα προς το τέλος του χειμώνα όταν λόγο υψηλότερων θερμοκρασιών ή βροχοπτώσεων επιταχύνεται η τήξη του με αποτέλεσμα την συμπύκνωσή του καθώς τείνει προς την υγροποίηση.
Η σημασία συνεχών επιτόπιων μετρήσεων κατά μήκος διαφορετικών βουνών είναι ανεκτίμητη για πολλαπλούς λόγους:
- Πρόγνωση παροχών νερού: Η ακριβής εκτίμηση της ποσότητας του διαθέσιμου νερού από το λιώσιμο του χιονιού βοηθά στον προγραμματισμό της άρδευσης, της ύδρευσης και της παραγωγής ενέργειας.
- Κλιματική έρευνα: Οι μεταβολές στο χιόνι αποτελούν ισχυρούς δείκτες της κλιματικής αλλαγής, με τις μακροχρόνιες μετρήσεις χιονόπτωσης, χιονοκάλυψης, και χιονόστρωσης να διαδραματίζουν ουσιαστικό ρόλο στην καλύτερη κατανόηση των τάσεων και των επιπτώσεων της υπερθέρμανσης του πλανήτη.
- Διαχείριση κινδύνων πλημμυρών: Οι απότομες αυξήσεις θερμοκρασίας ή έντονες βροχοπτώσεις την άνοιξη μπορούν να επιταχύνουν ραγδαία την τήξη του χιονιού, αυξάνοντας τον κίνδυνο πλημμυρών. Η έγκαιρη καταγραφή των παραμέτρων του χιονιού επιτρέπει την πρόβλεψη και την αποτελεσματική διαχείριση τέτοιων φαινομένων.
- Οικολογικές επιπτώσεις: Το χιόνι επηρεάζει άμεσα τη χλωρίδα και την πανίδα, καθώς και τις μικροκλιματικές συνθήκες μίας περιοχής. Η καλύτερη καταγραφή και πρόβλεψη αυτών των αλλαγών συμβάλλει στην πιο αποτελεσματική διατήρηση και προστασία των εύθραυστων αλπικών και υπό-αλπικών οικοσυστημάτων.
Παρότι οι δορυφορικές εικόνες και τα μαθηματικά μοντέλα παρέχουν σημαντικά δεδομένα σε μεγάλη κλίμακα, οι επιτόπιες μετρήσεις παραμένουν απαραίτητες για την επικύρωση αυτών των δεδομένων, τη βελτίωση των προβλέψεων, και την έγκαιρη προετοιμασία των αρμόδιων κρατικών φορέων σε χρονιές «χιονο-ξηρασίας» που συχνά οδηγούν σε λειψυδρία τους καλοκαιρινούς μήνες. Χωρίς αξιόπιστα δεδομένα από το πεδίο, η κατανόηση της υδρολογίας χιονιού θα ήταν ελλιπής, δυσχεραίνοντας τη διαχείριση των υδάτινων πόρων και την αντιμετώπιση των περιβαλλοντικών προκλήσεων του μέλλοντος.
Βιβλιογραφία:
- Barnett, T.P., Adam, J.C., Lettenmaier, D.P., 2005. Potential impacts of a warming climate on water availability in snow-dominated regions. Nature 438, 303–309. https://doi.org/10.1038/nature04141
- Fayad, A., Gascoin, S., Faour, G., López-Moreno, J.I., Drapeau, L., Page, M.L., Escadafal, R., 2017. Snow hydrology in Mediterranean mountain regions: A review. Journal of Hydrology, Investigation of Coastal Aquifers 551, 374–396. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2017.05.063
- Gottlieb, A.R., Mankin, J.S., 2024. Evidence of human influence on Northern Hemisphere snow loss. Nature 625, 293–300. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06794-y
- Masloumidis, I., Dafis, S., Kyros, G., Lagouvardos, K., Kotroni, V., 2025. Snow Cover and Depth Climatology and Trends in Greece. Climate 13, 34. https://doi.org/10.3390/cli13020034
- Sturm, M., Liston, G.E., 2021. Revisiting the Global Seasonal Snow Classification: An Updated Dataset for Earth System Applications. Journal of Hydrometeorology 22, 2917–2938. https://doi.org/10.1175/JHM-D-21-0070.1
- Sturm, M., Goldstein, M.A., Parr, C., 2017. Water and life from snow: A trillion dollar science question. Water Resources Research 53, 3534–3544. https://doi.org/10.1002/2017WR020840
- Tran, V.N., Zhou, W., Kim, T., Mazepa, V., Valdayskikh, V., Ivanov, V.Y., 2024. Daily station-level records of air temperature, snow depth, and ground temperature in the Northern Hemisphere. Sci Data 11, 645. https://doi.org/10.1038/s41597-024-03483-x
