Abstract

In many regions with seasonal snow cover, summer streamflow is primarily sustained by groundwater that is recharged during the snowmelt period. Therefore, below-normal snowpack (snow drought) may lead to below-normal summer streamflow (streamflow drought). Summer streamflow is important for supplying human needs and sustaining ecosystems. Climate change impacts on snow have been widely studied, but the relationship between snow drought and streamflow drought is not well understood. In this study, a combined investigation of climate change impacts on snow drought and streamflow drought was completed using generic groundwater – surface water models for four headwater catchments in different ecoregions of British Columbia. Results show that, in response to increased precipitation and temperature, the snow drought regime changes substantially for all four catchments. Warm snow droughts, which are caused by above-normal winter temperatures, increase in frequency, and dry snow droughts, which are caused by below-normal winter precipitation, decrease in frequency. The shift toward more frequent and severe temperature-related snow droughts leads to decreased summer streamflow, decreased summer groundwater storage, and longer, more severe summer low flow periods. Moreover, snow droughts propagate into summer streamflow droughts more frequently in the future time periods (2050s, 2080s) as compared to the baseline 1980s period. Thus, warm snow droughts not only become more frequent and severe in the future but also more likely to result in summer streamflow drought conditions.

摘要

在许多季节性积雪覆盖的地区，夏季水流主要由融雪期补给的地下水维持。因此，低于正常水平的积雪（雪旱）可能导致低于正常的夏季径流（径流干旱）。夏季溪流对于满足人类需求和维持生态系统很重要。气候变化对雪的影响已得到广泛研究，但雪旱与径流干旱之间的关系尚不清楚。在这项研究中，使用通用地下水 - 地表水模型对不列颠哥伦比亚省不同生态区的四个源头集水区进行了气候变化对雪旱和河流干旱影响的综合调查。结果表明，随着降水和温度的增加，所有四个集水区的雪旱情况都发生了重大变化。冬季气温偏高引起的暖雪干旱频率增加，冬季降水偏少引起的干雪干旱频率减少。转向更频繁和更严重的与温度相关的雪旱导致夏季河流流量减少，夏季地下水储存减少，以及更长、更严重的夏季低流量期。此外，与基线 1980 年代相比，雪旱在未来时间段（2050 年代、2080 年代）更频繁地传播到夏季河流干旱。因此，暖雪干旱不仅在未来变得更加频繁和严重，而且更有可能导致夏季河流干旱条件。这是由于冬季气温高于正常水平引起的，频率增加，而冬季降水低于正常水平引起的干雪干旱频率减少。转向更频繁和更严重的与温度相关的雪旱导致夏季河流流量减少，夏季地下水储存减少，以及更长、更严重的夏季低流量期。此外，与基线 1980 年代相比，雪旱在未来时间段（2050 年代、2080 年代）更频繁地传播到夏季河流干旱。因此，暖雪干旱不仅在未来变得更加频繁和严重，而且更有可能导致夏季河流干旱条件。这是由于冬季气温高于正常水平引起的，频率增加，而冬季降水低于正常水平引起的干雪干旱频率减少。转向更频繁和更严重的与温度相关的雪旱导致夏季河流流量减少，夏季地下水储存减少，以及更长、更严重的夏季低流量期。此外，与基线 1980 年代相比，雪旱在未来时间段（2050 年代、2080 年代）更频繁地传播到夏季河流干旱。因此，暖雪干旱不仅在未来变得更加频繁和严重，而且更有可能导致夏季河流干旱条件。转向更频繁和更严重的与温度相关的雪旱导致夏季河流流量减少，夏季地下水储存减少，以及更长、更严重的夏季低流量期。此外，与基线 1980 年代相比，雪旱在未来时间段（2050 年代、2080 年代）更频繁地传播到夏季河流干旱。因此，暖雪干旱不仅在未来变得更加频繁和严重，而且更有可能导致夏季河流干旱条件。转向更频繁和更严重的与温度相关的雪旱导致夏季河流流量减少，夏季地下水储存减少，以及更长、更严重的夏季低流量期。此外，与基线 1980 年代相比，雪旱在未来时间段（2050 年代、2080 年代）更频繁地传播到夏季河流干旱。因此，暖雪干旱不仅在未来变得更加频繁和严重，而且更有可能导致夏季河流干旱条件。2080 年代）与 1980 年代的基线时期相比。因此，暖雪干旱不仅在未来变得更加频繁和严重，而且更有可能导致夏季河流干旱条件。2080 年代）与 1980 年代的基线时期相比。因此，暖雪干旱不仅在未来变得更加频繁和严重，而且更有可能导致夏季河流干旱条件。