Published March 31, 2020
| Version v1
Publication
Open
How Important Is Meltwater to the Chamkhar Chhu Headwaters of the Brahmaputra River?
- 1. Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences
- 2. University of Colorado Boulder
- 3. Institute of Arctic and Alpine Research
- 4. Royal University of Bhutan
Description
As our global climate warms, people and economies utilizing water resources sourced by snow and ice melt in mountain areas are disproportionately affected relative to locations that rely on rainfall. Worldwide, the vast majority of those impacted by snowfall changing to rainfall and earlier melt from a warming climate live in Asia. The Brahmaputra River originates in the declining glaciers and snowfields of the Chinese and Bhutanese Himalaya before flowing to the mega population centers of the Bangladesh delta. Bhutan's economy relies on water resource-dependent hydropower and agriculture imposing important questions about the impact of climate change on the long-term viability of these important economic sectors. To clarify potential effects on water supplies in a warming world, and specifically to quantify the role of meltwater to river discharge in the headwaters of the Brahmaputra basin, we utilize a combined field observation-remote sensing approach to quantify river discharge source waters in a representative headwater basin, the Chamkhar Chhu. Using four years of water isotope and chemistry data together with a Bayesian Monte Carlo mixing model run seasonally in 2016, we find that the Chamkhar Chhu is mostly a rain-dominated basin at the lower elevation of our study domain (2591 m a.s.l.), with peak contributions from snowmelt in the early-monsoon and ice melt in the post-monsoon seasons. The radioactive tritium isotope shows glacier ice at the terminus was formed before the 1960s bomb spike while late monsoon groundwater and river water samples are sourced from mostly newer water inputs. An overall decreasing trend in the minimum snow and ice cover extent maps produced using MODIS Terra data from 2000-2017 suggest a lessening of cryospheric water resource availability in the basin, although this time series is short compared to the timescale of atmospheric-oceanic oscillations controlling snowfall. While decreasing snow and ice resources will likely lead to changing melt water contributions to river discharge, the overall impact on the water resources may be buffered by rainfall contributions as previous studies forecast an increase in precipitation for the region that will likely make up for lower melt water inputs.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
مع ارتفاع درجة حرارة مناخنا العالمي، يتأثر الأشخاص والاقتصادات التي تستخدم موارد المياه التي مصدرها ذوبان الثلوج والجليد في المناطق الجبلية بشكل غير متناسب مقارنة بالمواقع التي تعتمد على هطول الأمطار. في جميع أنحاء العالم، تعيش الغالبية العظمى من المتضررين من تغير تساقط الثلوج إلى هطول الأمطار وذوبانها في وقت سابق من مناخ دافئ في آسيا. ينبع نهر براهمابوترا من تراجع الأنهار الجليدية والحقول الثلجية في جبال الهيمالايا الصينية والبوتانية قبل أن يتدفق إلى المراكز السكانية الضخمة في دلتا بنغلاديش. يعتمد اقتصاد بوتان على الطاقة الكهرومائية والزراعة التي تعتمد على الموارد المائية مما يفرض أسئلة مهمة حول تأثير تغير المناخ على استمرارية هذه القطاعات الاقتصادية المهمة على المدى الطويل. لتوضيح الآثار المحتملة على إمدادات المياه في عالم الاحترار، وتحديدًا لتحديد دور المياه الذائبة في تصريف الأنهار في منابع حوض براهمابوترا، نستخدم نهجًا مشتركًا للاستشعار عن بعد للمراقبة الميدانية لتحديد كمية مياه مصدر تصريف الأنهار في حوض المياه الجوفية التمثيلي، تشامخار تشو. باستخدام أربع سنوات من بيانات نظائر الماء والكيمياء جنبًا إلى جنب مع نموذج خلط مونتي كارلو البايزي الذي يتم تشغيله موسميًا في عام 2016، نجد أن تشامخار تشو هو في الغالب حوض يهيمن عليه المطر على الارتفاع السفلي لمجال دراستنا (2591 متر مكعب)، مع مساهمات الذروة من ذوبان الثلوج في أوائل الرياح الموسمية وذوبان الجليد في مواسم ما بعد الرياح الموسمية. يُظهر نظير التريتيوم المشع جليدًا جليديًا عند المحطة تم تشكيله قبل ارتفاع القنبلة في الستينيات بينما يتم الحصول على عينات المياه الجوفية الموسمية المتأخرة ومياه الأنهار من مدخلات المياه الأحدث في الغالب. يشير الاتجاه التنازلي العام في خرائط الحد الأدنى للثلوج والغطاء الجليدي التي تم إنتاجها باستخدام بيانات MODIS Terra من 2000-2017 إلى انخفاض توافر موارد المياه في الغلاف الجليدي في الحوض، على الرغم من أن هذه السلسلة الزمنية قصيرة مقارنة بالنطاق الزمني للتذبذبات الجوية المحيطية التي تتحكم في تساقط الثلوج. في حين أن انخفاض موارد الثلوج والجليد من المرجح أن يؤدي إلى تغيير مساهمات المياه الذائبة في تصريف الأنهار، فإن التأثير العام على موارد المياه قد يكون محصوراً بمساهمات هطول الأمطار حيث تتوقع الدراسات السابقة زيادة في هطول الأمطار في المنطقة والتي من المحتمل أن تعوض عن انخفاض مدخلات المياه الذائبة.Translated Description (French)
Alors que notre climat mondial se réchauffe, les personnes et les économies qui utilisent les ressources en eau provenant de la fonte des neiges et des glaces dans les zones montagneuses sont touchées de manière disproportionnée par rapport aux endroits qui dépendent des précipitations. Dans le monde entier, la grande majorité des personnes touchées par les chutes de neige qui se transforment en précipitations et fondent plus tôt à cause du réchauffement climatique vivent en Asie. La rivière Brahmapoutre prend sa source dans les glaciers et les champs de neige en déclin de l'Himalaya chinois et bhoutanais avant de s'écouler vers les méga centres de population du delta du Bangladesh. L'économie du Bhoutan repose sur l'hydroélectricité et l'agriculture dépendantes des ressources en eau, ce qui pose d'importantes questions sur l'impact du changement climatique sur la viabilité à long terme de ces importants secteurs économiques. Pour clarifier les effets potentiels sur l'approvisionnement en eau dans un monde qui se réchauffe, et plus particulièrement pour quantifier le rôle de l'eau de fonte dans le débit des rivières dans les eaux d'amont du bassin du Brahmapoutre, nous utilisons une approche combinée d'observation sur le terrain et de télédétection pour quantifier les eaux de source de débit des rivières dans un bassin d'amont représentatif, le Chamkhar Chhu. En utilisant quatre années de données sur les isotopes et la chimie de l'eau ainsi qu'un modèle de mélange Monte Carlo bayésien exécuté de manière saisonnière en 2016, nous constatons que le Chamkhar Chhu est principalement un bassin dominé par la pluie à l'altitude inférieure de notre domaine d'étude (2591 m d'altitude), avec des contributions maximales de la fonte des neiges au début de la lune et de la fonte des glaces après la lune. L'isotope radioactif du tritium montre que la glace de glacier au terminus s'est formée avant le pic de la bombe des années 1960, tandis que les échantillons d'eau souterraine et d'eau de rivière de la fin de la mousson proviennent principalement d'apports d'eau plus récents. Une tendance générale à la baisse des cartes d'étendue minimale de la couverture de neige et de glace produites à l'aide des données MODIS Terra de 2000 à 2017 suggère une diminution de la disponibilité des ressources en eau cryosphérique dans le bassin, bien que cette série temporelle soit courte par rapport à l'échelle de temps des oscillations atmosphériques et océaniques contrôlant les chutes de neige. Bien que la diminution des ressources en neige et en glace entraînera probablement une modification des contributions de l'eau de fonte au débit des rivières, l'impact global sur les ressources en eau peut être atténué par les contributions des précipitations, car les études précédentes prévoient une augmentation des précipitations pour la région qui compensera probablement la baisse des apports d'eau de fonte.Translated Description (Spanish)
A medida que nuestro clima global se calienta, las personas y las economías que utilizan los recursos hídricos obtenidos por el derretimiento de la nieve y el hielo en las zonas montañosas se ven afectadas de manera desproporcionada en relación con los lugares que dependen de la lluvia. En todo el mundo, la gran mayoría de las personas afectadas por las nevadas que cambian a precipitaciones y se derriten antes debido al calentamiento del clima viven en Asia. El río Brahmaputra se origina en la disminución de los glaciares y campos de nieve del Himalaya chino y butanés antes de fluir hacia los megacentros de población del delta de Bangladesh. La economía de Bután se basa en la energía hidroeléctrica y la agricultura dependientes de los recursos hídricos, lo que impone importantes preguntas sobre el impacto del cambio climático en la viabilidad a largo plazo de estos importantes sectores económicos. Para aclarar los posibles efectos en los suministros de agua en un mundo que se calienta, y específicamente para cuantificar el papel del agua de deshielo en la descarga del río en las cabeceras de la cuenca de Brahmaputra, utilizamos un enfoque combinado de observación de campo y detección remota para cuantificar las aguas de la fuente de descarga del río en una cuenca de cabecera representativa, el Chamkhar Chhu. Utilizando cuatro años de isótopos de agua y datos químicos junto con un modelo de mezcla bayesiano de Monte Carlo ejecutado estacionalmente en 2016, encontramos que el Chamkhar Chhu es principalmente una cuenca dominada por la lluvia en la elevación más baja de nuestro dominio de estudio (2591 m s.n.m.), con contribuciones máximas de deshielo en el monzón temprano y deshielo en las temporadas posteriores al monzón. El isótopo de tritio radiactivo muestra que el hielo glaciar en el término se formó antes del pico de la bomba de la década de 1960, mientras que las muestras de agua subterránea y fluvial del monzón tardío provienen principalmente de entradas de agua más nuevas. Una tendencia general decreciente en los mapas de extensión de la cubierta mínima de nieve y hielo producidos utilizando los datos de MODIS Terra de 2000-2017 sugieren una disminución de la disponibilidad de recursos hídricos criosféricos en la cuenca, aunque esta serie temporal es corta en comparación con la escala de tiempo de las oscilaciones atmosférico-oceánicas que controlan las nevadas. Si bien la disminución de los recursos de nieve y hielo probablemente conducirá a cambios en las contribuciones del agua de deshielo a la descarga de los ríos, el impacto general en los recursos hídricos puede ser amortiguado por las contribuciones de las lluvias, ya que estudios previos pronostican un aumento en las precipitaciones para la región que probablemente compensará las menores entradas de agua de deshielo.Files
pdf.pdf
Files
(2.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:bd595704ca9e1a72ecdb23826146f233
|
2.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- ما مدى أهمية Meltwater لمياه منابع Chamkhar Chhu لنهر Brahmaputra ؟
- Translated title (French)
- Quelle est l'importance de l'eau de fonte pour le cours supérieur Chamkhar Chhu de la rivière Brahmapoutre ?
- Translated title (Spanish)
- ¿Qué tan importante es el agua de deshielo para las cabeceras de Chamkhar Chhu del río Brahmaputra?
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3014562076
- DOI
- 10.3389/feart.2020.00081
References
- https://openalex.org/W1518354070
- https://openalex.org/W1610719105
- https://openalex.org/W1648897614
- https://openalex.org/W1857564753
- https://openalex.org/W1990226794
- https://openalex.org/W2002137129
- https://openalex.org/W2004018659
- https://openalex.org/W2012946021
- https://openalex.org/W2027709137
- https://openalex.org/W2045651269
- https://openalex.org/W2048329679
- https://openalex.org/W2056035171
- https://openalex.org/W2072191315
- https://openalex.org/W2084041646
- https://openalex.org/W2100438052
- https://openalex.org/W2103497845
- https://openalex.org/W2103794190
- https://openalex.org/W2108136757
- https://openalex.org/W2137446795
- https://openalex.org/W2137508096
- https://openalex.org/W2143514530
- https://openalex.org/W2171608952
- https://openalex.org/W2289220419
- https://openalex.org/W2320997070
- https://openalex.org/W2339286732
- https://openalex.org/W2517563476
- https://openalex.org/W2600916282
- https://openalex.org/W2611219957
- https://openalex.org/W2771349616
- https://openalex.org/W2801358065
- https://openalex.org/W2900106292
- https://openalex.org/W2968227153
- https://openalex.org/W2992820108
- https://openalex.org/W3001777192