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森林和水蒸汽,巴西伊瓜苏国家公园
森林和水蒸汽,巴西伊瓜苏国家公园。 信用:Westend61 GmbH / Alamy股票照片。
温度
2021年5月26日16:00

卫星数据揭示了变暖对全球水循环的影响

Ayesha Tandon.

Ayesha Tandon.

05.26.21
Ayesha Tandon.

Ayesha Tandon.

26.05.2021 |4:00 PM
温度 卫星数据揭示了变暖对全球水循环的影响

蒸散 - 根据新的研究,通过蒸发和蒸腾的组合将水从地面转移到空中 - 2003年至2019年间全球增加了10%。

该研究,发表在自然,发现这种变化主要是由世界经济驱动的陆地表面加热.这证实了一个长期存在的理论,因为随着气候在未来的气候继续温暖,水循环将获得能量和“加强”。

该研究通过使用卫星数据介绍了一种跟踪来自行星不同部分的水中的变化的新方法。这种方法允许作者“完成蒸散的水循环图片”,这是一个没有参与该研究的科学家讲述碳简介。亚慱官网“这款关闭了几十年来的科学家,”他补充道。

然而,如果观察到的趋势持续下去,“河流流量的相关减少和野火风险的增加将对世界各地的水管理人员和应急规划者提出挑战”,另一个科学家讲述了碳简介。亚慱官网

卫星数据

降水后,蒸散蒸腾是个第二大组成部分全球水循环。这是一个术语,描述了水从地球表面到大气的运动 - 通过从土壤和水体的蒸发和蒸发蒸腾来自植被。

科学家们已经漫长的思想随着全球变暖导致气温升高,气候系统中能量的增加将导致蒸发蒸腾水平的提高。这将导致一个加速的,更“强烈的”全球水循环。

为了测量蒸散的变化,科学家通常使用包括在内的技术楷模遥感原位观察.然而,该研究指出,每种方法在对大地区或整个世界进行估计时都有其局限性。

拜伦博士-气候科学家和讲师联合国一世圣安德鲁斯的版本他告诉碳简报说,现场测量“通常是稀疏的,受当地条件的强烈影响,本身不足以对蒸散量进行全球亚慱官网估算”。

本文的作者补充说,与其他一些方法相关的“广泛的不确定性” - 例如,在缩放到全球层面的局部观察中。

约书亚博士博士他是哈佛大学的一名研究科学家美国宇航局的喷气推进实验室他告诉Carbon Brief说,蒸散量可以用卫星图像来测量。亚慱官网然而,费希尔指出,卫星需要一个清晰的视线来读取数据,而且云层经常“碍事”。

在本研究中,作者不试图直接测量蒸散量,而不是试图测量蒸发术,而是使用卫星来测量水循环的相关组分。此外,作者而不是使用传统的卫星图像,而不是使用重力恢复和气候实验(格蕾丝)和恩典关注(恩典)卫星任务,以测量大量水位的变化。

美国宇航局 - 重力 - 回收 - 气候 - 实验 -  Grace-Mission-Twin-Satellites
NASA重力恢复和气候实验(GRACE任务)双卫星,概念艺术。来源:美国国家航空航天局PO.DAAC。

恩典是“独特的”,因为卫星不需要直接看到地球表面来收集数据,费舍尔告诉碳简短。亚慱官网他解释说,卫星利用引力的拉力,并补充说这是云的问题,因为它们没有太大的质量:

“当它被重力拉动时,恩典/ Fo字面上并物理上移动。重力是由质量引起的。因此,引力领域是人们可以感受到的,而无需身体地看到它。在这种情况下,质量是陆地和水。但是,陆地或多或少地保持不变,而表面水域变化 - 云中没有太大的质量。“

为了测量蒸散量,将降雨分为蒸散量、河流流量和陆基储水。因此,通过单独测量水循环的其他三个组成部分,作者可以计算蒸散发。

Byrne讲述碳简介用这亚慱官网种“水预算”方法取代直接测量是“估计全球蒸散趋势的创造性方法”。他补充说:

“这些数量的一系列独立测量组合以提供蒸发蒸发的全球趋势的稳健估计,并且至关重要的是其不确定性。”

变暖的土地

该研究采用这种方法产生了203-19份全球土地蒸散量的“合奏”或收集。

下面的图片显示了2003-19年间蒸散发(上)、降水量(上至下二)、流量(下至下二)和地下水储量(下至下)的变化。黑线显示平均趋势,阴影显示置信范围,红地区表示高信心。

2003  -  15年度蒸馏蒸腾降析出和地下水量变化的时间
蒸散蒸腾(上),降水量(底部),放电(底部的第二)和接地储水(底部)的变化超过2003-19次。黑线显示平均趋势,阴影显示置信范围,红地区表示高信心。来源:Pascolini-Campbell等(2021.)。

作者在2003年至19日之前,每年蒸发蒸发量为2.3mm的“统计学意义”增加 - 相当于长期平均水平的增加约10%。根据该研究,这些发现与明确的假设一致,即全球蒸散量应该增加温暖的气候。“

研究表明,相比,通过比较,降水量增加3%,并在同一时期下降6%,相对于他们的长期平均值,相对于他们的长期平均值。

凯特威雷特博士- 气候科学家英国遇见了办公室没有参与研究的人 - 确认蒸散的增加是“与以前的研究相一致”。

同时,Madeleine博士Pascolini-CampbellNASA的喷射推进实验室该研究的主要作者告诉碳简报,这种趋势证实了其他模型和数据的建议。亚慱官网不过,她补充称,这一变化“超出了我们目前估计的预期”。

作者还确定了他们所确定的变化背后的驱动因素。他们发现超过一半的增长是由全球地表温度驱动的,更高的温度驱动蒸散量的增加。与此同时,17%的变化是由于自然气候现象El Nino Southern振荡

作者注意到,随着气候温暖的,通过蒸散来重新进入大气的降雨量正在增加,而“表面径流”是减少。径流是流经土地并流入小溪和河流,而不是浸透土壤的降雨量。

Pascolini-Campbell解释说,径流下降可能对水可用性产生影响:

“增加蒸散量会影响农业和供水的地表用量。在未来,增加蒸散也可能意味着在一些地区的土地上的水损失增加 - 导致干旱 - 当其他地区经历更强烈的降雨,因为大气循环受到影响。“

BYRNE指出,较高的蒸散也可能导致增加的风险森林大火通过干燥植被:

“如果这些蒸发蒸腾的趋势继续符合预期,相关的河流流量的减少和野火风险的增加将给世界各地的水资源管理者和应急规划者带来挑战。”

Willett补充说,本研究中发现的趋势也解释了“故事的一部分”减少相对湿度科学家观察到土地:

“该研究发现,这[蒸发蒸腾的增加]在很大程度上是温度驱动的,并与沉淀的小幅增加和储水量较大。这表明在土地表面的干燥中也可能成为陆地上相对湿度的故事的一部分。“

同时,作者还指出,蒸散率较高的蒸发率可以对陆地表面具有冷却效果,因为蒸发水从中取出能量地球表面.根据该研究,这将“可以创造一个负面反馈机制”,这部分抵消了气候变化的变暖。

'完成水循环图片'

蒸散是水循环的“关键”组成部分,Pascolini-Campbell讲述了碳简介,但历史上“非常难以衡量大规模”。亚慱官网她补充说,这项研究介绍了“新的证据表明水循环变得更加激烈,温暖的温度”。

费舍尔告诉碳简介,纸张是“亚慱官网优秀的”,卫星数据为全球水循环提供“令人敬畏的闭合”。他讲碳简短:亚慱官网

“通过结合河流排放的海洋测量以及良好的降水测量,Grace / Grace-Fo现在可以完成水循环图片以蒸发。这封闭已经完成了科学家几十年。[研究有]解决了它。并肯定,他们现在可以通过雾的不确定性来证实,蒸发确实随着来自CO2的增加而增加的陷阱能量而越来越多。“

亚历克西斯Berg博士是研究助理吗哈佛大学并没有参与该研究。他讲述了碳简短的是亚慱官网,这项研究是“原创的方法和努力”,但补充说,他还担心提交人对增加蒸散量增加土地温度的归因。

他告诉碳简报,在陆亚慱官网地上,更高的温度可以在潮湿地区驱动更大的蒸发蒸腾。然而,他补充说,在干旱、“水资源有限”的地区,这种关系“走向相反的方向”:

“尽管蒸散的全球意味着蒸散的变化将被湿地区占主导地位,但我认为在流程方面,全球图片比”更加变暖更加变暖,更加蒸发“更复杂。实际上,温度和蒸发蒸腾以复杂的方式加上。“

Berg补充说,作者没有提到“全球绿化“近几十年中发生的趋势,”可能导致蒸发蒸腾,独立变暖“。

与此同时,该研究的作者指出,该研究提出了对蒸散量的“整体估算”,不能用于确定气候变化的具体热点。

Byrne告诉Carbo亚慱官网n Brief,对于全球范围的测量来说,“这种‘自上而下’的估算蒸散量是很有见地的。然而,他补充说,它“有可能进一步发展,以测量区域尺度上的蒸散趋势”。

Fisher同意,下一步是“用本地尺度测量熔断这些大图片测量”。

Pascolini-Campbell, M.等人(2021)从2003年到2019年全球陆地蒸散量增加10%,《自然》,DOI:10.1038 / S41586-021-03503-5

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