萨斯喀彻温大学 菲利普·哈德使用装有高灵敏度相机和激光雷达的无人机来测量加拿大落基山脉靠近阿尔伯塔省卡纳纳斯基斯要塞盆地的USask研究基地的积雪
信用:约翰·波默罗伊 经过几十年的研究，萨斯喀彻温大学(USask)的研究人员开发了一种新的模型，这种模型第一次成功地以高度精确和详细的方式预测了山地积雪——这种信息对全球的水资源管理、农业、采矿、娱乐和洪水预报至关重要
山区的积雪是春季径流的主要驱动力
加拿大水资源和气候变化研究主席、美国地质与规划部教授约翰·波默罗伊说:“加拿大落基山脉的积雪占南萨斯喀彻温河流量的60%，该省四分之三的地区依靠它来获取饮用水、灌溉、钾碱开采和其他产业。”
“萨斯喀彻温省的河流确实是该省的命脉
" 根据波默罗伊的说法，超过一半的人类依靠来自高山积雪的径流来饮用、发电和灌溉
“我们终于可以预测山地积雪的发展，”波默罗伊说
“这是一项巨大的成就，它使水管理机构能够更好地评估我们的雪山水资源
" 例如，每年冬天落基山脉积雪的数量决定了加德纳大坝的水力发电能力，以及迪芬贝克湖可用于灌溉的水量
大数据 加拿大水文模型(CHM)运行在超级计算机上，通过风和雪崩、山脉阴影、山脊上的风流和植被以及天气预报来处理积雪分布的详细数据，以估计给定区域的积雪位置和数量
USask团队使用他们的模型预测了加拿大落基山脉卡纳纳斯基斯山谷南部1000平方公里区域的积雪量
他们的结果发表在2月中旬的《冰冻圈》杂志上，与不列颠哥伦比亚大学的一组科学家使用激光雷达(光探测和测距)通过飞机进行的激光测量收集的积雪深度数据非常吻合
由卫星捕捉并由图卢兹大学(法国)实验室处理的高分辨率积雪数据证实了这一结果
生成积雪的估计值目前是一项昂贵、劳动密集型的工作，依赖于滑雪板或直升机进入偏远地区的积雪测量团队，然后在偏远地区手动测量积雪深度和密度——这种技术已经使用了一个多世纪
由于所涉及的成本和时间，他们只能在几个地点进行测量
USask团队创建了一个名为“雪铸”的演示网站，该网站使用他们的模型来为弓谷的一个教派生成几乎实时的积雪估计，该教派位于卡尔加里以西，一直延伸到路易斯湖和菲尔德
可扩展到大区域的模型 研究人员在雪中挖掘，比较堡垒盆地研究现场使用无人机获取的数据
功劳:菲利普·哈德 克里斯·马什，一位美国科学学会博士后研究员，在他的博士学位中发展了化学机械制造
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与美国水安全全球研究所和地理与规划部合作，对将模型从一个相对较小的研究领域扩大到更大的领域的潜力感到兴奋，如北美科迪勒拉山脉(沿美国和加拿大西部延伸的几乎连续的山脉)或亚洲高山地区(世界上最大的冰川和积雪的聚集地)
“非常大的空间范围现在可以用这样的模型来解决，”马什说
“对于难以进入的山区，能够提供冬末积雪量的估计值非常重要
模拟为帮助量化高山积雪中的水量提供了拼图中缺失的一块
" 波默罗伊说，其他省份已经对使用该模型进行水文预报表现出兴趣，最近与联合国教科文组织(联合国教育、科学及文化组织)的讨论表明，全球都有兴趣利用该模型的预测能力
“随着我们的气候变得越来越多变，这将允许更好的水管理，这肯定是世界上每个水管理机构现在想要的，”波梅罗说
“我们看到天气和极端事件的剧烈波动，比如干旱和洪水
试图消除这些极端现象，为每个人提供稳定的水源，对水资源管理来说是一个真正的挑战
" 构建模型的挑战 第一作者文森特·维奥内现在是加拿大环境和气候变化部的一名研究科学家，他花了两年时间参与由美国水资源保护局领导的全球水资源未来项目
他想出了验证模型的设计，以及将山风行为纳入到气候模型中的棘手工作的策略
作为验证的一部分，该团队能够打开和关闭模型中不同的物理因素——一个称为模型伪造的过程——以确定每个因素对生成的信息的准确性有多大影响
“我们关闭了风的再分配，我们关闭了雪崩，”维安内说
“您可以看到模型性能的大幅下降，这清楚地说明了考虑这些流程的重要性
" 代价高昂的努力 据波默罗伊说，加州花费1400万美元，利用激光雷达技术对内华达山脉的积雪进行空中测量
“他们那样测量是因为他们无法建模，”波默罗伊说
“2007年我们在落基山脉也是这样做的，但我们负担不起(定期)这样做
没有这些信息，我们必须找出如何计算积雪的方法
有时候当你没有财富时，你被迫变得更聪明
"
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