ניתוח חדש של האופי המשתנה של הנגר, הזרמת הנהר ומרכיבי מחזור הידרולוגיים אחרים על פני המדרון הצפוני של אלסקה מגלה עלייה משמעותית בשיעור הנגר התת-קרקעי והזרמת העונה הקרה, שינויים שלפי הכותבים "עולים בקנה אחד עם חימום והפשרה של פרמפרפר."
הסופר הראשון ומעצב האקלים הראשי מייקל רולינס, פרופסור חבר למדעי הגיאוגרפיה באוניברסיטת מסצ'וסטס אמהרסט ומנהל שותף של המרכז לחקר מערכות האקלים שלה, אומר שההתחממות צפויה להעביר את הקוטב הצפוני ממערכת הנשלטת במים עיליים ל מערכת הנשלטת במי תהום, עם נתיבי זרימת מים עמוקים יותר דרך קרקעות שהופשרו לאחרונה.
"הערכות המודל שלנו להפשרת פרמפרסט תואמות את התפיסה שמערכות אקולוגיות של אזור פרמפרוסט עוברות משקע נטו למקור נטו של פחמן", הוא אומר.
חומרי הזנה של מים מתוקים ונהר, בעיקר פחמן אורגני מומס, מועברים לשפכי החוף וללגונות השוכנות בממשק היבשה-ים, הוא מסביר. מדידות שדה של הזרמת נהרות ומרכיבי מחזור הידרולוגיים אחרים באזור זה הן דלילות, מה שמצריך גישת מודלים כדי לכמת את זרימות היבשה-אוקיינוס ואת אופיים המשתנה. פרטים על חקירה זו על פרשת מים ארקטית בין Utqiagvik (לשעבר בארו) וממערב לנהר מקנזי במהלך התקופה 1981-2010 נמצאים בגיליון הנוכחי של כתב העת הפתוח, The Cryosphere.
Rawlins מסביר, "המודל שלנו כולל הדמיה מתקדמת של מחזורי הקפאה-הפשרה של אדמה המאפשרת לנו להבין טוב יותר כיצד הפשרה של פרמפרפר משפיעה על גודל ותזמון הזרימות ההידרולוגיות.התוצאות שלנו מצביעות על השפעות גדולות יותר של התחממות ברחבי ברוקס רכס, כולל הגדלת זרימת נהרות בעונה הקרה (נובמבר עד אפריל) ושיעור גבוה יותר של נגר תת-קרקעי."
יתרה מכך, ייתכן שהזרימה היבשתית המשתנה משפיעה על מבנה מארג המזון בתוך הלגונות, הוא מוסיף. "קהילות ילידים מקומיות מסתמכות על הדגים ומשאבים אחרים במערכת האקולוגית של הלגונה לאורח החיים הקיום שלהן. יותר מ-150 מינים של ציפורים נודדות ועופות מים נתמכים על ידי מארג המזון של האזור, והלגונות מהוות מקור עשיר לדגים עבור קהילות ילידים. " במיוחד, ציידים ותושבי בארו, נויקסוט וקקטוויק מסתמכים על התפוקה הגבוהה של מערכות לגונת הבופור כדי לתמוך באוכלוסיות הדגים והציפורים שעליהן הם חיים, מציין רולינס.
במחקר זה, מודל איזון המים הפרמפרוסט אומת מול מדידות זמינות של זרימת הנהר והמים המוחזקים בחבילת השלג. Rawlins ועמיתיו מפתחים מודלים וממנפים מדידות חישה במקום וחישה מרחוק כדי להבין טוב יותר את הזרימה אל לגונות הבופור ולחזות כיצד הפשרה של פרמפרפר והתעצמות מחזור המים ישפיעו על הדינמיקה של המערכת האקולוגית של הלגונה בעתיד.
החוקרים הבחינו בעליות משמעותיות בהפרשות העונה הקרה, כמו 134% מהממוצע לטווח ארוך עבור המדרון הצפוני, ו-215% באגן נהר קולוויל, למשל. הם מדווחים על עלייה משמעותית ביחס בין הנגר התת-קרקעי לבין הנגר הכולל עבור האזור ועבור 24 מתוך 42 אגני המחקר, כאשר השינוי הנפוץ ביותר למרגלות הגבעות הצפוניות של רכס ברוקס. הם גם הבחינו בירידה באגירת מים יבשתית, שאותה הם מייחסים להפסדים בקרח בקרקע שעולים על הרווחים באגירת מים נוזליים בקרקע. העיתוי של שיא פריקת האביב הטרייה, זרימת הפשרת השלגים לים, הוסט מוקדם יותר ב-4.5 ימים.
הכותבים אומרים שלממצאים יש השלכות על מחזור מים, פחמן וחומרי מזון במערכות אקולוגיות של החוף ומחוצה לה. נהרות במדרון הצפוני הם מקור עיקרי לחומרי הזנה אורגניים חדשים ללגונות ים הבופור, כאשר מחצית מיצוא המים המתוקים השנתי מתרחש בחלון של שבועיים לאחר הפשרת השלגים באביב.עם התחממות האקלים, פחמן שהוחזק במשך אלפי שנים בקרקעות פרמפרסט מפשיר ומתגייס ומועבר למערכות נהרות, כאשר חלקם נפלט לאטמוספירה כפחמן דו חמצני ומתאן, מה שמאיץ את ההתחממות.
