Ciclul apei și clima - schimbările climatice

Cuprins

  • 1 ciclul apei și circulația atmosferică
  • 2 ciclul apei și radiații
  • 3 Ciclul apei în epocile climatice anterioare
  • 4 Ciclul apei și încălzirea globală
    • 4.1 Modificări actuale
    • 4.2 proiecții
  • 5 elemente de probă
  • 6 literatură
  • 7 link-uri web
  • 8 Notificare de licență

1 ciclul apei și circulația atmosferică

Ciclul global al apei este determinat în esență de circulația pe scară largă a atmosferei, care la rândul ei depinde de climă. Cele mai ridicate niveluri de precipitații se găsesc în zona de convergență intertropicală, unde datorită nivelurilor ridicate de radiație solară, masele de aer saturate cu vapori de apă cresc, se răcoresc și plouă. În subtropici, unde masele de aer se scufundă și se încălzesc într-o mare măsură, nu există precipitații. Aici predomină evaporarea. De-a lungul continentelor subtropicale, care sunt ocupate în mare parte de deșerturi, nu există cu greu apă care să se poată evapora. Oceanele subtropicale, pe de altă parte, sunt principalele surse de vapori de apă din atmosferă. În zona de vânt de vest a latitudinilor medii și superioare, precipitațiile cresc din nou. Vaporii de apă provin parțial din Suopen, parțial din oceane și din vegetația terestră a latitudinilor medii în sine. Mai departe către poli, precipitațiile scad din nou, deoarece aerul rece poate absorbi doar puțini vapori de apă și o mare parte a apei în gheață și zăpadă. este legat.

2 ciclul apei și radiații

Ciclul apei este condus fizic de echilibrul radiațiilor atmosferei și de efectul său asupra suprafeței pământului. [1] Datorită absorbției, reflexiei și emisiilor de radiații solare cu unde scurte și radiații termice cu unde lungi, există un exces de energie la suprafața pământului și un deficit în atmosferă. Factorul decisiv aici este radiația solară cu unde scurte, care trece în mare măsură prin atmosferă nestingherită și este absorbită de sol. Atmosfera este încălzită semnificativ mai puțin decât solul. În plus, există radiația cu unde lungi care emană de pe pământul încălzit, este absorbită în atmosferă de gazele cu efect de seră și de nori și apoi de z. T. se reflectă înapoi la suprafața pământului. Echilibrul dintre suprafața terestră mai caldă și atmosfera mai rece este creat în principal prin evaporare, adică fluxul de căldură latentă asociat și condensarea ulterioară în care energia latentă este eliberată în atmosferă. În schimb, fluxul de căldură sensibilă joacă un rol mai mic, dar contribuie și la transportul căldurii de la suprafața pământului în atmosferă.

3 Ciclul apei în epocile climatice anterioare

Ciclul apei și distribuția apei au diferit parțial în epocile climatice anterioare. foarte mult din condițiile de astăzi. La începutul New Age, în urmă cu aproximativ 50 de milioane de ani, nu exista gheață pe pământ, iar temperaturile erau cu până la 10 ° C peste zilele noastre. Ciclul apei a fost mult mai intens decât este astăzi, adică s-a evaporat mai multă apă și au căzut mai multe precipitații. Ultimele două milioane și jumătate de ani au fost cu mult mai reci decât era Pământului timpurie modernă și s-au caracterizat prin alternarea fazelor reci și calde, a perioadelor reci și calde ale erei glaciare. În vremurile reci, o mare parte din apă a fost legată în uriașe plăci de gheață care se întindeau de-a lungul Americii de Nord și continentului eurasiatic. Temperaturile globale au fost în medie cu aproximativ 4 ° C sub zilele noastre. În general, atmosfera a fost capabilă să absoarbă mai puțini vapori de apă și, în consecință, mai puțin să se elibereze prin precipitații.

4 Ciclul apei și încălzirea globală

4.1 Modificări actuale

ciclul

O privire asupra trecutului arată că ciclul apei este puternic dependent de climă. Prin urmare, se pune întrebarea cu privire la modul în care schimbările climatice umane actuale și viitoare vor afecta ciclul apei. Încălzirea globală de aproape 0,8 ° C în ultimii 100 de ani ar trebui să se reflecte și într-o consolidare a ciclului apei. Dacă temperatura crește cu 1 ° C, capacitatea de vapori de apă a atmosferei este teoretic crescută cu 7%. În general, se crede că ciclul hidrologic este intensificat ca urmare a încălzirii globale datorită creșterii gazelor cu efect de seră. [2] Aproape toate modelele climatice arată că o încălzire a suprafeței pământului cu 1 ° C datorită creșterii evaporării, în special peste oceane, are ca rezultat o creștere a precipitațiilor de 2-3%.

Cu toate acestea, este foarte dificil să fundamentăm o astfel de tendință cu date empirice. Există două motive principale pentru aceasta. Pe de o parte, precipitațiile și evaporarea diferă foarte mult de la o regiune la alta și există doar o serie suficientă de măsurători pentru câteva regiuni. Pe de altă parte, concentrația de gaze cu efect de seră în atmosferă a crescut în ultimele decenii, dar și cea a aerosolilor. Aerosolii slăbesc precipitațiile atât prin efectul lor de temperatură, cât și prin încurajarea formării picăturilor mai mici. Conform unor calcule de model mai recente [3], ciclul hidrologic ar putea chiar reacționa mai puternic la modificările conținutului de aerosoli decât la modificările concentrației de gaze cu efect de seră. Deoarece aerosolii au o durată scurtă de viață în atmosferă, efectul lor este limitat la zonele în care apar. Efectul lor global asupra ciclului hidrologic este, prin urmare, în mare parte neclar.

În orice caz, nu există o tendință globală clară de precipitații asupra țării în perioada 1951-2005. [4] Cu toate acestea, tendințele regionale sunt uneori clar discernibile. Se poate afirma aproximativ că precipitațiile terestre au crescut între 30 ° N și 85 ° N în secolul al XX-lea, dar au scăzut între 10 ° N și 30 ° N în ultimii 30-40 de ani. [5] Regiunile individuale prezintă, de asemenea, tendințe care se abat de la acest tipar dur, dintre care unele se schimbă în timp. s-au schimbat. Zona Sahel prezintă cea mai mare tendință negativă la nivel mondial din 1901 până în 2005. Cu toate acestea, dacă ne uităm doar la perioada 1979 - 2005, tendința în zona Sahel este pozitivă. Și în SUA și Europa, tendințele s-au inversat în aceste perioade, deși cu semnul opus în comparație cu Sahelul. Pe de altă parte, sudul Americii de Sud și vestul Australiei prezintă tendințe constante pozitive. [5]

Cu toate acestea, un studiu mai recent al salinității în stratul superior de apă al oceanelor în a doua jumătate a secolului XX pare să confirme ipotezele teoretice conform cărora evaporarea și precipitațiile cresc odată cu încălzirea globală. [6] [7] S-a constatat că în latitudinile înalte și tropice conținutul de sare al oceanelor a scăzut, în timp ce în latitudinile subtropicale a crescut. Din aceasta putem deduce o creștere a precipitațiilor în latitudinile deja ploioase și o scădere a regiunilor aride. Per total, conform acestor investigații, ciclul apei s-a intensificat cu 4% dacă temperatura a crescut cu jumătate de ° C. Cu o încălzire de 2-3 ° C, așa cum este de așteptat pentru sfârșitul secolului 21, ciclul apei ar crește cu 16-24%, cu consecințe grave pentru vreme. În regiunile cu niveluri ridicate de precipitații, trebuie așteptate ploi torențiale și inundații mai puternice, iar în regiunile aride și mai multe secete. În plus, evaporarea și condensarea mai ridicate transportă, de asemenea, mai multă energie latentă în atmosferă, ceea ce face ca toate tipurile de furtuni, de la tornade la uragane, să fie și mai puternice.

Pentru alimentarea cu apă, precipitațiile singure sunt adesea mai puțin importante decât scurgerile din bazinele hidrografice importante. În plus față de precipitații, temperatura și evaporarea, precum și impactul uman cauzat de construcția de baraje și diguri joacă un rol în scurgeri. În unele regiuni, precum SUA și Canada, s-a găsit o scurgere crescândă sau descrescătoare, care a rezultat din creșterea sau scăderea precipitațiilor. Pe râul Galben din China, totuși, scurgerea a scăzut în ciuda precipitațiilor stagnante, deoarece temperaturile și, astfel, evaporarea au crescut. În latitudinile mijlocii și superioare, s-au observat adesea modificări sezoniere asociate cu topirea mai devreme a zăpezii și cu ruperea mai timpurie a gheții râului. Tendințele globale care ar putea fi atribuite direct schimbărilor climatice cu greu pot fi determinate din cauza situației precare a datelor. [A 8-a]

4.2 proiecții

În general, încălzirea globală intensifică ciclul apei, adică mai multe precipitații vor cădea la nivel global și se va evapora mai multă apă. Cu toate acestea, diferențele regionale și uneori și sezoniere sunt semnificative. Rezultatele modelelor climatice sunt în mare parte de acord în următoarele cazuri: [9] În latitudinile mai înalte, precipitațiile vor crește pe tot parcursul anului, în unele cazuri cu peste 20%, precum și peste oceanele tropicale și în unele zone ale Mosellei (în Asia de Sud-Est și Australia) . La latitudini medii, precipitațiile vor scădea peste tot vara, în majoritatea regiunilor subtropicale chiar și pe tot parcursul anului. Marea Mediterană și Caraibe vor fi afectate în mod deosebit, unde precipitațiile vor scădea cu până la 20%.

Figura arată schimbările hidrologice semnificative în vara (sus) și iarna (jos) 2080-2099 comparativ cu 1980-1999. Gradațiile de culoare indică proporția celor 21 de simulări model utilizate. Rezultatele deosebit de izbitoare sunt evidențiate prin simboluri: [9]