Arktische terrestrische Hydrologie: Eine Synthese von Prozessen, regionalen Effekten und Forschungsherausforderungen

Zusammenfassung Die terrestrische Hydrologie ist zentral für das arktische System und seinen Süßwasserzyklus. Der Wassertransport und die Wasserbestandteile variieren jedoch über eine sehr vielfältige Geographie. In diesem Artikel, der ein Bestandteil der Arctic Freshwater Synthesis ist, überprüfen wir die zentralen Süßwasserprozesse im terrestrischen arktischen Einzugsgebiet und wie sie in sieben hydrophysiografischen Regionen (arktische Tundra, boreale Ebenen, Schild, Gebirge, Grasländer, Gletscher/Eiskappen und Feuchtgebiete) funktionieren und sich verändern. Wir heben auch Verbindungen zwischen der terrestrischen Hydrologie und anderen Komponenten des arktischen Süßwassersystems hervor. In Bezug auf zentrale Prozesse nehmen Ausdehnung und Dauer der Schneebedeckung generell auf pan-arktischer Ebene ab, während die Schneetiefe in der arktischen Tundra wahrscheinlich zunehmen wird. Die Verdunstung wird insgesamt wahrscheinlich zunehmen, aber da sie mit Veränderungen der Landschaftsmerkmale gekoppelt ist, sind regionale Änderungen unsicher und können über die Zeit variieren. Der Abfluss wird im Allgemeinen mit zunehmendem Niederschlag zunehmen, aber Hoch- und Niedrigwasser können in einigen Regionen abnehmen. Das fortgesetzte Auftauen des Permafrosts wird hydrologische Veränderungen auf mehrere Arten auslösen, insbesondere durch die zunehmende Konnektivität zwischen Grundwasser und Oberflächenwasser und durch sich verändernde Wasserspeicherung in Seen und Böden, was den Austausch von Feuchtigkeit mit der Atmosphäre beeinflussen wird. Weitere Auswirkungen der hydrologischen Veränderungen umfassen erhöhte Risiken für Infrastruktur und Wasserressourcenplanung, Verschiebungen in Ökosystemen und wachsende Flüsse von Wasser, Nährstoffen, Sediment und Kohlenstoff zum Ozean. Koordinierte Anstrengungen in der Überwachung, Modellierung und Veraltungsforschung auf verschiedenen Ebenen sind erforderlich, um das Verständnis des Wandels zu verbessern, insbesondere an den Schnittstellen zwischen Hydrologie, Atmosphäre, Ökologie, Ressourcen und Ozeanen.