Vízforgalom és éghajlat - klímaváltozás

Tartalomjegyzék

  • 1 vízkör és légköri keringés
  • 2 vízkör és sugárzás
  • 3 Vízforgalom a korábbi éghajlati korszakokban
  • 4 A víz körforgása és a globális felmelegedés
    • 4.1 Jelenlegi változások
    • 4.2 előrejelzések
  • 5 bizonyíték
  • 6 irodalom
  • 7 internetes link
  • 8 Engedélyről szóló értesítés

1 vízkör és légköri keringés

A globális vízkörforgást alapvetően a légkör nagymértékű cirkulációja határozza meg, amely viszont az éghajlattól függ. A legnagyobb mennyiségű csapadék az intertrópusi konvergencia zónában található, ahol a magas napsugárzási szint miatt a vízgőzzel telített légtömegek emelkednek, lehűlnek és esnek. A szubtrópusi területeken, ahol a légtömegek nagy mértékben süllyednek és felmelegednek, alig van csapadék. Itt a párolgás dominál. A többnyire sivatagok által elfoglalt szubtrópusi kontinensek felett alig van víz, amely el tudna párologni. A szubtrópusi óceánok viszont a léggőz fő vízgőzforrásai. A középső és a magasabb szélesség nyugati szélzónájában a csapadék ismét megnő. A vízgőz részben a Suopenből, részben az óceánokból és magából a középső szélességek szárazföldi növényzetéből származik, a pólusok felé pedig a csapadék ismét csökken, mert a hideg levegő csak kevés vízgőzt képes elnyelni, a víz nagy részét pedig jégben és hóban meg van kötve.

2 vízkör és sugárzás

A víz körforgását fizikailag a légkör sugárzási egyensúlya és a föld felszínére gyakorolt ​​hatása vezérli. [1] A rövid hullámú napsugárzás és a hosszú hullámú hősugárzás abszorpciója, visszaverődése és emissziója miatt a föld felszínén többlet energia található, a légkörben pedig hiány áll fenn. A döntő tényező a rövid hullámú napsugárzás, amely nagyrészt akadálytalanul halad át az atmoszférán és elnyeli a talaj. A légkört lényegesen kevésbé melegítik, mint a földet. Ezenkívül van még egy hosszú hullámú sugárzás, amely a felmelegedett földből származik, amelyet az üvegházhatású gázok és felhők elnyelik a légkörben, majd z. T. visszaverődik a föld felszínére. Az egyensúlyt a melegebb földfelszín és a hűvösebb atmoszféra között elsősorban a párolgás, vagyis a kapcsolódó látens hőáram és az azt követő kondenzáció hozza létre, amelyben a látens energia felszabadul a légkörbe. Az érzékeny hő áramlása viszont kisebb szerepet játszik, de hozzájárul a föld felszínéről a légkörbe történő hőtranszporthoz is.

3 Vízforgalom a korábbi éghajlati korszakokban

A korábbi éghajlati korszakokban a víz körforgása és vízeloszlása ​​nagyban eltért a mai viszonyoktól. A kora újkorban, körülbelül 50 millió évvel ezelőtt nem volt jég a földön, és a hőmérséklet akár 10 ° C-kal is magasabb volt a mai hőmérsékletnél. A víz körforgása sokkal intenzívebb volt, mint manapság, vagyis több víz párolgott el, és több csapadék hullott. Az elmúlt két és fél millió év összességében sokkal hidegebb volt, mint a kora újkori Földkor, és a hideg és a meleg fázisok váltakozása, a jégkorszak hideg és meleg periódusai jellemezték. A hideg korszakokban a víz nagy részét hatalmas jégtakarók kötötték meg, amelyek messze húzódtak Észak-Amerikában és az eurázsiai kontinensen. A globális hőmérséklet átlagosan 4 ° C-kal alacsonyabb volt a mai hőmérsékletnél. Összességében a légkör kevesebb vízgőzt tudott magába szívni, és ennek megfelelően kevesebbet szabadult fel csapadék útján.

4 A víz körforgása és a globális felmelegedés

4.1 Jelenlegi változások

vízforgalom

Visszatekintés a múltba azt mutatja, hogy a víz körforgása nagymértékben függ az éghajlattól. Felmerül tehát a kérdés, hogy az emberi jelenlegi és jövőbeli klímaváltozás hogyan befolyásolja a víz körforgását. Az elmúlt 100 évben csaknem 0,8 ° C-os globális felmelegedésnek tükröződnie kell a víz körforgásának erősödésében is. Ha a hőmérsékletet 1 ° C-kal emelik, akkor a légkör vízgőz-kapacitása elméletileg 7% -kal nő. Általában úgy gondolják, hogy az üvegházhatású gázok növekedése miatt a globális felmelegedés következtében a hidrológiai körforgás fokozódik. [2] Szinte az összes éghajlati modell azt mutatja, hogy a földfelszín 1 ° C-os felmelegedése a párolgás fokozódása miatt, különösen az óceánok felett, a csapadékmennyiség 2-3% -os növekedését eredményezi.

Egy ilyen tendenciát azonban empirikus adatokkal nagyon nehéz alátámasztani. Ennek két fő oka van. Egyrészt a csapadék és a párolgás régiónként nagyon különbözik, és csak néhány régióra van elegendő méréssorozat. Másrészt nemcsak az üvegházhatást okozó gázok koncentrációja nőtt az atmoszférában az elmúlt évtizedekben, hanem az aeroszoloké is. Az aeroszolok mind hőmérsékleti hatásuk révén, mind pedig kisebb cseppek kialakulásának elősegítésével gyengítik a csapadékképződést. Újabb modellszámítások [3] szerint a hidrológiai ciklus erősebben reagálhat az aeroszoltartalom változására, mint az üvegházhatású gázok koncentrációjának változására. Mivel az aeroszolok csak rövid élettartammal rendelkeznek a légkörben, hatásuk csak azokra a területekre korlátozódik, amelyeken keletkeznek. Globális hatásuk a hidrológiai körforgásra ezért nagyrészt nem egyértelmű.

Mindenesetre nincs egyértelmű globális tendencia a csapadékmennyiségre az országban az 1951-2005 közötti időszakban. [4] A regionális tendenciák azonban néha egyértelműen észrevehetők. Nagyjából kijelenthető, hogy a szárazföldi csapadék a 20. században 30 ° és 85 ° észak között nőtt, de az utóbbi 30-40 évben 10 ° és 30 ° észak között csökkent. [5] Az egyes régiók is mutatnak ettől a durva mintától eltérő tendenciákat, amelyek némelyike ​​az idők folyamán megváltozott. A Száhel övezet világszerte a legnagyobb negatív tendenciát mutatja 1901-2005 között. Ha azonban csak az 1979 és 2005 közötti időszakra tekintünk, akkor a Száhel övezetben pozitív a tendencia. Az USA-ban és Európában is ezekben az időszakokban megfordultak a tendenciák, igaz, ellentétes előjellel a Száhel-övezethez képest. Másrészt Dél-Amerika déli része és Ausztrália nyugati része folyamatosan pozitív tendenciákat mutat. [5]

Az óceánok felső vízrétegében a 20. század második felében a sótartalom nemrégiben végzett vizsgálata azonban megerősíteni látszik azokat az elméleti feltételezéseket, amelyek szerint a párolgás és a csapadék a globális felmelegedéssel együtt növekszik. [6] [7] Tehát kiderült, hogy a nagy szélességi fokokon és a trópusokon az óceánok sótartalma csökkent, a szubtrópusi szélességeken pedig megnőtt. Ebből levezethetjük a csapadék növekedését az amúgy is esős szélességeken és a száraz régiók csökkenését. Összességében ezen vizsgálatok szerint a víz körforgása 4% -kal erősödött, ha a hőmérsékletet fél ° C-kal emelték. 2-3 ° C-os felmelegedéssel, amint az a 21. század végére várható, a víz körforgása 16-24% -kal növekedne, ami súlyos következményekkel jár az időjárás szempontjából. A magas csapadékmennyiségű régiókban hevesebb esőzésekre és árvizekre kell számítani, a szárazabb területeken még több az aszály. Ezenkívül a nagyobb párolgás és kondenzáció több látens energiát is szállít a légkörbe, ami még erősebbé teszi a viharokat, a tornádóktól a hurrikánokig.

A vízellátás szempontjából a csapadék önmagában gyakran kevésbé fontos, mint a fontos vízgyűjtőkön történő lefolyás. A csapadék mellett a lefolyásban szerepet játszik a hőmérséklet és a párolgás, valamint a gátak és gátak építésének emberi hatása. Egyes régiókban, például az USA-ban és Kanadában növekvő vagy csökkenő lefolyást találtak, amely a növekvő vagy csökkenő csapadék következménye. Kínában a Sárga folyón azonban a lefolyás a stagnáló csapadék ellenére csökkent, mert a hőmérséklet és ezáltal a párolgás nőtt. A középső és a magasabb szélességi fokokon gyakran megfigyeltek szezonális változásokat, amelyek a korábbi hóolvadáshoz és a folyó jégének korábbi felbomlásához kapcsolódtak. A globális trendeket, amelyek közvetlenül a klímaváltozásnak tulajdoníthatók, alig lehet meghatározni, a gyenge adatállomány miatt is. [8.]

4.2 előrejelzések

Általánosságban elmondható, hogy a globális felmelegedés fokozza a víz körforgását, vagyis globálisan több csapadék hull, és több víz elpárolog. A regionális és néha a szezonális különbségek azonban jelentősek. Az éghajlati modellek eredményei nagyrészt egyetértenek a következő esetekben: [9] A magasabb szélességi fokokon a csapadék egész évben megnő, egyes esetekben több mint 20% -kal, valamint a trópusi óceánok felett és a Moselle egyes területein (Délkelet-Ázsiában és Ausztráliában). . A középső szélességi fokokon a nyáron mindenhol csökken a csapadék, a legtöbb szubtrópusi régióban akár egész évben. Különösen a Földközi-tenger és a Karib-térség sújtja a csapadékot, ahol a csapadék akár 20% -kal is csökken.

Az ábra a nyári (felső) és a téli (alsó) 2080-2099 közötti jelentős hidrológiai változásokat mutatja az 1980-1999-hez képest. A színátmenetek jelzik az alkalmazott 21 modellszimuláció arányát. A különösen frappáns eredményeket szimbólumok emelik ki: [9]