小溪，河流和湖泊是由美国西部融化的雪喂养的吗到2021年7月中旬已经很低了这让农民、生物学家和科学家们非常担心像我这样的雪水文学家．这在加州并不奇怪，那里去年冬天的降雪量是远低于正常水平．但在科罗拉多州和落基山脉也是如此，这两个地区总体上获得了一个正常雪量．你可能会想，如果降雪量正常，下游就会有充足的水，对吧?

一个多世纪前，内华达大学里诺分校的雪科学家詹姆斯·丘奇开始研究山上的雪与河里的水量有关由融化的雪喂养。但正如水文学家几十年来所了解到的那样雪和河流流量之间的相关性并不完美．令人惊讶的是，有很多研究人员不知道积雪是如何与河流相连的．

当然，一个干燥的冬天将导致春夏两季流量微薄．但山上的雪无法到达下面的河流还有其他原因。一个日益增长的研究领域是探索如何干旱会导致土壤长期干燥，比正常情况下吸收更多的水。这些水还可以补充下面的地下水。

但另一种较少研究的水分流失方式是通过直接蒸发到大气中．就像每年的降雪量变化一样，空气中水分的流失也是如此。在适当的条件下，消失在空气中的雪比融化在河流中的雪要多。但是，降雪和空气中水分的流失与河流和湖泊的水位之间的关系是什么呢这是水循环中很重要却不为人所知的部分尤其是在干旱年份。

在到达小溪或河流之前，有两种方法可以使水分流失到大气中。第一个是通过蒸发．当水从太阳吸收了足够的能量时，水分子就会变成一种叫做水蒸气的气体。这些漂浮的水蒸气被储存在空气中。大部分蒸发发生在湖泊表面，土壤中的水，或者当雪融化，水流过岩石或其他表面时。

水分流失到大气中的另一种方式你可能不太熟悉:升华。升华是指固体直接变成气体干冰．水也会发生同样的情况雪或冰直接变成水蒸气．当空气的温度低于冰点时，冰和雪分子吸收了大量的能量，从而跳过液态直接变成气态，就会发生升华。

一些大气条件可导致增加蒸发和升华最终，流入小溪和溪流的水越来越少。干气罐比潮湿的空气吸收更多的水分将更多的水分从地面吸收到大气中。强风也会把湿气吹到空气中，使其远离最初降落的地方。最后，空气越热，太阳照射得越多，雪或水转化为水蒸气的能量就越多。当你得到这些因子的组合落基山脉温暖干燥的风叫做奇努克风蒸发和升华可以发生得非常快。在一个干燥多风的日子里，大约两英寸厚的雪可以升华到大气中．也就是说，每个足球场大小的积雪面积需要一个游泳池的水。

测量流经河流或湖泊的水量相对容易。和使用卫星和积雪调查在美国，水文学家可以很好地估计出山脉上的积雪量。测量蒸发，尤其是升华，要困难得多。

今天，研究人员通常使用物理方程，风和天气模型．但是有很多这些计算中的不确定性和未知数．此外，研究人员知道升华过程中水分流失最多多发于高山地带在树线之上——但是雪科学家很少测量那里的雪深．这进一步增加了升华过程的不确定性，因为如果你不知道系统开始时有多少水分，就很难知道蒸发了多少。

最后是天气和积雪深度每年都有很大的变化．所有这些都使得测量降雪量，然后迷失在大气中是非常困难的吗．

当科学家们能够测量和估计升华时，他们测量的水分损失范围从a总降雪量的百分之几到一半以上，这取决于气候和你所在的地方。即使在一个地方，升华也可以每年都有很大变化取决于雪和天气。

当水分流失到大气中时，它最终会以雨或雪的形式落到地面。但这可能在地球的另一边，对干旱地区没有帮助。

在任何给定的山脉中，很难说大气中水分的损失对整个水循环有多重要。自动降雪监测系统——尤其是在高海拔地区在树线之上——可以帮助研究人员更好地了解雪发生了什么，以及导致大气损失的条件。

河流的水量——以及何时出现——影响着农业、生态系统和人们的生活方式。当水资源短缺时，问题就出现了。气候变化导致更多的干旱和多变的气候因此，填补水循环的知识空白(比如升华)是很重要的。

Steven R. Fassnacht是科罗拉多州立大学的雪水文学教授。