Zmienne klimatyczne prowadzące do globalnego ocieplenia

Ten artykuł rzuca światło na trzy główne zmienne klimatyczne prowadzące do globalnego ocieplenia. Zmiennymi klimatycznymi są: 1. Temperatura 2. Zmiany opadów 3. Wilgotność gleby i parowanie.

Globalne ocieplenie: Zmienna klimatyczna # 1. Temperatura:

Koncentracja gazów cieplarnianych w atmosferze ma ogromny wpływ na prawie wszystkie zmienne klimatyczne. Wielkość zmian jest różna w różnych regionach świata. Gazy cieplarniane absorbują większość promieniowania długofalowego emitowanego przez Ziemię. Proces ten trwa od wielu lat.

Ze względu na absorpcję promieniowania długofalowego temperatura powietrza wzrasta od wielu lat. Początkowo zmiana temperatury była bardzo niska. Teraz, wraz ze wzrostem stężenia gazów cieplarnianych, wielkość zmian wzrosła.

Opracowano kilka modeli, aby przewidzieć zmianę zmiennych klimatycznych. Wiele modeli prognostycznych wskazuje, że temperatura stopniowo rośnie. Oszacowano, że średnia globalna temperatura prawdopodobnie wzrośnie do 3 ° C do 2050 r.

Stwierdzono, że 80% wzrostu temperatury wystąpiło w minimalnej temperaturze. Wielkość wzrostu temperatury nie jest jednolita na całym świecie.

Model opracowany przez Wilsona i Mitchella (1987) wskazał na ocieplenie o ponad 5 ° C w globalnej średniej temperaturze z powodu podwojenia CO 2 . Duże ocieplenie w zimie występuje na dużych szerokościach geograficznych, gdzie lód jest cieńszy i mniej rozległy, ze względu na większą absorpcję promieniowania słonecznego latem po wcześniejszym roztopieniu lodu.

Latem ocieplenie wydaje się być maksymalne w stosunku do części kontynentów. Dzieje się tak dlatego, że wilgotność gleby jest mniejsza ze względu na większe parowanie, gdzie wilgotność gleby staje się niewystarczająca, aby utrzymać parowanie z potencjalną szybkością, aw konsekwencji zmniejszenie chłodzenia wyparnego prowadzi do wyższych temperatur.

Globalne ocieplenie: zmienna klimatyczna # 2. Zmiany w opadzie deszczu:

Większość modeli wykazała 10-procentowy wzrost opadów na całym świecie. Wzrost opadów prawdopodobnie nastąpi na średnich i wysokich szerokościach geograficznych, szczególnie w zimie. Jednak dobrze wiadomo, że przynajmniej w tropikach anomalie temperatur powierzchni oceanów mają duży wpływ na rozkład opadów.

Jest zatem prawdopodobne, że w ciągu następnych kilku dekad zmiany opadów będą zdominowane przez geograficzne zmiany w szybkości reakcji powierzchni na efekt cieplarniany.

Globalne ocieplenie: Zmienna klimatyczna # 3. Wilgotność gleby i parowanie:

Modele klimatyczne reprezentują wilgotność w glebie i obliczają jej zmiany z bilansu między zyskami a infiltracją opadów i roztopu śniegu oraz strat spowodowanych parowaniem i odwadnianiem. Kellogg i Zong-ci Zhao (1988) przeanalizowali zmiany wilgotności gleby w Ameryce Północnej i wschodniej Azji.

Spójne cechy obejmowały zwiększoną wilgotność na dużych szerokościach geograficznych ze względu na wzrost opadów i suchsze gleby w tropikach zimą. Latem modele te były bardziej suche na dużej części średnich szerokości geograficznych.

Modele sugerują, że względna wilgotność może nie zmieniać się systematycznie, jeśli tak, to specyficzne niedobory wilgoci poniżej nasycenia wzrośnie o około 7 procent na każdy wzrost temperatury o 1 ° C. Niewielki spadek jasnego promieniowania słonecznego na niebie należy się spodziewać ze względu na wzrost pary wodnej i CO2.

Wyniki eksperymentu Wilsona i Mitchella (1987) z podwojeniem CO 2 dającym globalne średnie ocieplenie około 5 ° K, wskazują na zmniejszenie promieniowania o 5 Wm -2, z czego 0, 5 Wm -2 jest spowodowane zwiększonym wchłanianiem przez CO2, reszta jest spowodowana parami wody.

Efekt byłby mniejszy przy mniejszym ociepleniu. W przeciwnym razie promieniowanie słoneczne zależy od ilości i przepuszczalności chmury. Pewnego wzrostu można się spodziewać, gdy niedobór wilgoci w glebie zmniejszy parowanie. Z drugiej strony, zwiększone zmętnienie i zmniejszone promieniowanie słoneczne mogą być spowodowane wzrostem zawartości wody w chmurze związanej ze zmianami fazy lodowej / wodnej w średnich szerokościach geograficznych.

Szacuje się, że temperatura wzrośnie do 20 ° C na całym świecie do 3 ° C. Ocieplenie w tym stuleciu w dowolnym czasie może nastąpić. Można to osiągnąć, gdy ocean i atmosfera osiągną równowagę z poziomem gazów cieplarnianych w tym czasie, mogą być większe nawet o współczynnik dwa.

Lokalna reakcja może różnić się od tych globalnych środków. Ocieplenie może być powolne w Europie Zachodniej z powodu obecności północnego Atlantyku. Oczekuje się, że opadów wzrośnie średnia globalna opadów, ale w niektórych miejscach może być mniej deszczu. Konsekwentny wzrost spodziewany jest na dużych szerokościach geograficznych.

Stężenie dwutlenku węgla wzrasta w tempie około 1, 5 ppm na rok. Zagrożenie dla środowiska ludzkiego spowodowane postępującym wylesianiem i niszczeniem biosfery stało się jedną z głównych kwestii współczesności.

Zmiany klimatyczne będą, jeśli wystarczająco duże, wpływać na rolnictwo, a dostępność zasobów wodnych i globalne bezpieczeństwo żywnościowe będą zależeć od charakteru i stopnia zmian, które zachodzą w każdym ważnym regionie produkującym żywność na świecie.

Modele zmian klimatycznych przewidują ogólnie wzrost temperatury i wahania opadów atmosferycznych i poziomu promieniowania, które prawdopodobnie wpłyną na produkcję roślinną. Te zmiany klimatyczne przypisano zwiększonym poziomom gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla i ozon w atmosferze.

Rosnąca tendencja globalnego stężenia dwutlenku węgla w atmosferze jest dobrze ugruntowana, ale zmiany klimatyczne, które mogą być wywołane przez to zjawisko, są niepewne. Istnieje duża niepewność co do szybkości gromadzenia się dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych w atmosferze. Nie jest również jasne, kiedy i gdzie będzie ciepło.

Biorąc pod uwagę prognozowaną koncentrację gazów cieplarnianych, do 2030 r. Może nastąpić podwojenie dwutlenku węgla. Przewiduje się, że jeśli stężenie gazów cieplarnianych będzie wzrastać w obecnym tempie, globalna temperatura może wzrosnąć o 1, 5 do 4, 5 ° C do 2050 r.

Zdolność atmosfery do utrzymywania wody jest rosnącą funkcją temperatury. Dlatego ciepła atmosfera prowadzi do wyższego parowania.

W związku z tym wywołany dwutlenkiem węgla efekt cieplarniany będzie zachowywał się pozytywnie, zwiększając ilość par wody w atmosferze, chyba że zwiększone zmętnienie skompensuje ten efekt poprzez zwiększenie odbicia promieniowania słonecznego w przestrzeni, zmniejszając ilość docierającą do powierzchni ziemi.

Jeśli chodzi o padające na nie promieniowanie słoneczne, nie jest jasne, czy wzrośnie lub zmniejszy się, chociaż oczekuje się zmian w różnych regionach świata. Oczekuje się jednak, że większe ilości oparów wody w atmosferze pochłoną napływające promieniowanie słoneczne, powodując nieznaczny spadek promieniowania (o około 1%).

Kilka badań z modelami wzrostu roślin przewidywało zmiany średnich plonów w wyniku zmienionego środowiska globalnego i przewiduje się, że zmiany te będą miały istotne implikacje ekonomiczne.

Do 2020 r., Przy wzroście stężenia dwutlenku węgla i temperaturze 1 ° C, potencjalna wydajność ryżu wzrośnie średnio o kilka procent.

Oszacowano, że 80% lub więcej wzrostu temperatury wynika ze wzrostu minimalnej temperatury przy niewielkim lub zerowym zwiększeniu maksymalnej temperatury w ciągu dnia. Przyszłe poziomy promieniowania nie zostały jeszcze przewidziane przez GCM i mogą się zmniejszyć lub zwiększyć, co może wpłynąć na potencjalną produkcję upraw.

Zakłada się, że potencjalna produkcja rośliny zależy od interakcji charakterystyk genotypowych z promieniowaniem słonecznym, temperaturą, poziomem dwutlenku węgla i długością dnia, którego doświadcza. Promieniowanie słoneczne zapewnia energię do wychwytywania dwutlenku węgla w procesie fotosyntetycznym, podczas gdy temperatura determinuje czas wzrostu roślin uprawnych oraz tempo procesów fizjologicznych i morfologicznych.

Szybkość wzrostu i końcowy poziom wydajności są określane przez reakcję procesów fizjologicznych uprawy na promieniowanie, temperaturę i dwutlenek węgla.

Niektóre badania wykazały, że w przyszłości wzrost globalnych stężeń dwutlenku węgla w atmosferze spowoduje większy wzrost i plon ziarna ryżu oraz zrekompensuje zmniejszenie plonów z powodu wyższej temperatury.

Rosnąca populacja zmniejsza zasoby na powierzchni Ziemi. Do 2020 roku na świecie powinno powstać o 65% więcej ryżu, aby poradzić sobie ze wzrostem populacji.

Pszenica i ryż są najważniejszymi uprawami zbóż w północno-zachodnich Indiach. Plon pszenicy ma wzrosnąć o około 30-40%, podwajając dwutlenek węgla, co może przeciwdziałać szkodliwym skutkom wysokiej temperatury.

Potencjalne plony ryżu są również określone przez temperaturę i promieniowanie słoneczne, które mają największy wpływ na plon ziarna w fazach reprodukcyjnych i dojrzewania. Regionalne zmiany średniego promieniowania słonecznego i średnie opady mogą łagodzić skutki wyższej temperatury i zwiększonego stężenia dwutlenku węgla.