但这种宝贵的淡水资源正面临消失的危险。地球现在比工业化前的温度高1.1摄氏度(1.9华氏度)，山上的积雪正在减少。去年，劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)地球与环境科学领域的研究科学家Alan Rhoades和Erica Siirila-Woodburn共同领导的一项研究发现，如果全球变暖沿着高排放的情景继续下去，在35到60年内，美国西部山区的冬季将经常出现低雪或无雪。

现在，在最近的一项《自然气候变化》研究中，罗迪斯领导的一个研究小组发现，如果全球变暖达到工业化前水平的2.5摄氏度左右，那么在2046年至2051年之间，南部中纬度地区的山脉，尤其是智利的安第斯地区，将面临低雪至无雪的未来——比内华达山脉或落基山脉等北部中纬度地区的山脉早20年。(当10年或更长的时间里，作为积雪储存的年最大水量在历史条件的最低30%以内时，就会出现低雪或无雪。)研究人员还发现，南部中纬度地区出现低至无雪的情况的升温幅度是北部中纬度地区的三分之一。

“这些发现相当令人震惊。我们假设南半球和北半球的两个地区对气候变化的反应相似，而且考虑到安第斯山脉的高海拔，它会更有弹性，”伯克利实验室地球与环境科学领域的水文气候研究科学家、这项新研究的主要作者艾伦·罗迪斯说。“这表明，并非每一度的变暖对一个地区的影响都是一样的。”

在另一项重大发现中，研究人员了解到，这种低雪至无雪的未来与两个半球的山区径流减少大约10%相吻合，在潮湿和干燥的年份。

罗迪斯说:“如果你预计径流减少10%，那就意味着在农业和山区生态系统最需要的夏季，每年可用于补充水库的水至少减少10%。”

对于已经遭受多年干旱的农业地区来说，径流的减少尤其具有破坏性。

加州目前的干旱已进入第四个年头。根据美国干旱监测，该州超过94%的地区处于严重、极端或异常干旱状态。整个州的地下水供应和市政水井的减少严重影响了该州农业中心圣华金河谷。

而智利——每年出口约30%的新鲜水果，其中大部分运往美国——正处于历史性的13年干旱之中。

通过减少温室气体排放来节约雪和淡水

但研究人员表示，新的研究还表明，如果全球变暖被限制在2.5摄氏度(4.5华氏度)以内，那么南北中纬度山脉的低雪甚至无雪是可以避免的。

他们的分析基于地球系统模型，该模型模拟了气候的各种组成部分，如大气和陆地表面，以确定山区水循环如何在21世纪继续变化^圣美国科迪勒拉山脉是横跨北美、中美洲和南美洲西部“脊梁”的一系列山脉，它的变暖水平可能会导致未来美国科迪勒拉地区出现广泛而持久的低雪或无雪现象。

研究人员使用伯克利实验室国家能源研究科学计算中心(NERSC)的计算资源来处理和分析来自世界各地的气候研究人员通过能源部的CASCADE(校准和系统表征，归因和极端检测)项目收集的数据。(该研究的后期分析数据可在NERSC的研究界获得。)

最接近罗迪斯和他的团队所认为的“偶发性低雪至无雪”的情况发生在2012年至2016年的加利福尼亚州。罗迪斯说:“这些年缺少降雪和干旱表明了我们供水的脆弱性，这在一定程度上导致了《加州可持续地下水管理法》(California Sustainable Groundwater Management Act)的通过，以及水和农业管理实践的新方法和强制性节水。

持续的低雪甚至无雪(连续10年)还没有发生，但罗迪斯说，水资源管理者已经在考虑这样的未来。“他们正在与科学家合作，提出战略，主动而不是被动地管理水资源，以应对最坏的情况，如果我们不能减少温室气体排放以避免某些变暖水平。”但更好的策略是通过减少温室气体排放来防止进一步变暖。”

在未来的研究中，Rhoades计划以更高的分辨率继续检查和运行新的地球系统模型模拟，“以提供更多的空间背景，了解何时何地可能发生雪损失，以及造成雪损失的原因，”他说，并调查每一次变暖如何改变山水循环的其他关键驱动因素，如登陆位置和大气河流的强度，以及山区生态系统的反应。

他还计划通过能源部资助的HyperFACETS项目继续与水资源管理者合作，通过新的管理策略，如加强基础设施以抵御干旱和洪水，以及管理含水层补给，确定我们可以更好地为低雪或无雪的未来做好准备的方法。

罗迪斯对此持乐观态度，他引用了伯克利实验室领导的另一项研究，该研究发现，通过重建美国的能源基础设施，使其主要以可再生能源为基础，到2050年，能源和工业的二氧化碳净排放量可以达到零。

他说:“这只需要在气候变化所要求的紧急程度上投入财政资源的意愿和主动性，这意味着我们需要从今天开始这样做。”

来自内华达州里诺沙漠研究所的研究人员;加州大学伯克利分校;加州大学戴维斯分校;加州州立大学长滩分校;加州大学欧文分校;国家大气研究中心;和宾夕法尼亚州立大学参与了这项研究。

这项工作得到了美国能源部科学办公室和美国能源部生物与环境研究办公室的支持。

NERSC是美国能源部科学办公室在伯克利实验室的一个用户设施。