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气候变化如何影响水循环?

发表于 2022-1-1 15:22:04
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气候变化是当今现代世界面临的最大因素和担忧之一。从碳排放到气温升高,再到冰盖融化,气候变化以多种方式影响着地球,还有大量副作用比我们想象的要深远得多。这些副作用之一是对水循环的影响。

什么是水循环?
水循环是地球上所有水的不断运动。水量永远不会改变,而是在各个州循环,并通过天气模式和水流运送到世界各地。从雨水到海洋,再到河流、地下水和冰川,一切都是地球水循环的一部分。

水循环通常分为各个阶段或过程,所有水最终都会经历这些阶段或过程。包括蒸发、凝结、降水三大类,以及截留、入渗、渗滤、蒸腾、径流、蓄积。这些阶段共同构成了人类、植物和动物赖以生存和地球繁荣的循环。

气候变化对水循环的影响
已经发现气候变化对地球的水循环产生了越来越大的影响。碳排放、农业和工业导致地球平均温度整体上升。这种平均增长对水循环产生了一些直接影响,尤其是在蒸发和降水以及水在全球的流动方面。

蒸发
蒸发是水(通常在地球表面的地面或水体中)变成水蒸气的过程。这个过程需要热量,使液态水变成气体,并上升到大气中。随着全球平均温度的升高,蒸发量也随之增加。由于蒸发和降水密切相关,蒸发的增加也直接导致了世界范围内的大量降水。

工作原理:如果你想到一个在阳光下变干的水坑,那水坑里的水会被阳光的温暖照在上面蒸发掉。因此,那个水坑会干涸,其中的水会转化为空气中的水蒸气。天气越热,这个过程发生得越快。在更大的范围内,同样的事情正在世界上更重要的水域发生。由于全球变暖导致温度升高,而臭氧减少导致太阳热量增加,这种热量会影响湖泊、池塘和海洋,导致水以更快的速度蒸发。

由于气候变化导致温度升高,许多已存在多年的已知湖泊正在干涸,或者至少在减少。例如,玻利维亚的波波湖是该国第二大湖。然而,在 2015 年,由于该地区极度干旱,该湖完全干涸。同样,米德湖虽然是源自科罗拉多河的人工湖,但从2000 年到 2015 年,其水位下降了 37 米,这主要是由于干旱和区域温度升高。

沉淀
由于它们在水循环中如此紧密地联系在一起,干旱和气候变化导致的蒸发速度增加导致降水增加。不仅水蒸发得更快,而且当大气变暖时,可以保持更多的水分,因此产生更多的雨水。

当来自地球表面的水变成气态,并在大气中变成水蒸气时,它就会上升并形成云。随着云层的聚集,越来越多的水蒸气聚集在一起。一旦云中的水蒸气变得太重——即气体或大气中的水蒸气比例太高——水开始再次形成液体,在一个称为冷凝的过程中,并以降水的形式从云中滴落(雨、雪、雨夹雪等)

这似乎会抵消增加的蒸发,但实际上它不会——至少不是直接的。由于地球上的风流和天气模式,蒸发的水很少会落在同一个地方。它聚集,形成云彩,并在再次坠落之前被吹过平原或山脉。

由于这个过程,过去几年世界的天气模式发生了重大变化。虽然一些地区经历了极端干旱,但其他地区的洪水却增加了。本质上,这是由于蒸发速度快。由于水蒸发得很快,它也会更快地冷凝和沉淀。这会导致极端暴雨和山洪暴发。

气候变化引起的洪水
由于气候变化及其对水循环的影响,有四种主要类型的洪水都在增加。第一种是山洪暴发,任何特定地区的水量都过大。

第二种是城市洪水,当突然的大雨淹没城市排水系统时就会发生这种情况。雨水渠等一次只能吸收一定量的雨水,而大雨有时会使这些系统过满,导致主要城市发生洪水。这发生在 2014 年的底特律,随着城市街道、地铁系统或主要公园道路被水淹没,世界各地的各个州和城市都曾出现过这种情况。

第三类和第四类类似,都是河岸泛滥,沿海泛滥。在这两种情况下,增加的降水淹没了水体的河岸,河流、湖泊或海洋溢出到周围地区,造成大规模洪水。在多伦多,加拿大,在2017年的春天,降水增加导致的溢出安大略湖。湖岸边的城镇 - 包括多伦多市和多伦多岛 - 被洪水淹没,使家庭陷入困境,并对道路和房屋造成重大破坏。

极端天气
这种洪水属于极端天气类别,是气候变化最大的副作用之一。虽然过去仅指“全球变暖”的旧术语现在科学家们意识到这种变暖会影响气候和天气的方方面面,并导致全球危险极端天气事件的数量急剧增加。

热带风暴、飓风和季风的强度近来显着增加。飓风是所有自然灾害中代价最高的,并且可能具有极大的破坏性。虽然飓风的平均数量保持不变,但研究表明,确实发生的风暴强度正在增加。4 级和 5 级风暴在区域内有所增加。我们在飓风易发地区看到了同样的风暴,但强度增加,这可能是由于大气中降水量增加以及海洋温度升高造成的,因为暖水是形成飓风的主要因素热带风暴

海平面上升
除了所有这些变化之外,海水温度也在上升,海洋变得越来越酸。同样,全球气温升高意味着冰川和极地冰盖一直在缩小和融化。这导致了两个主要问题。

首先,冰的融化导致冰川景观和极地动物栖息地的丧失。此外,随着冰融化,它会产生更多开放的水,比冰更强烈地反射太阳,进一步加速了这一过程。

第二个主要问题是,随着冰层融化,它取代了周围的水,导致海洋上升,海平面上升。海洋在水循环中发挥着关键作用,而这种转变反过来又会扰乱这一循环的谨慎平衡。

持久影响
总体而言,水循环对地球上的生命至关重要,并且受气候轻微变化的影响很大。随着气候变化的持续,事实上它似乎每年都在增加,全球气温继续上升。这以各种方式影响全球的水循环,从大规模干旱到山洪暴发,再到更强烈的破坏性天气和风暴。

随着气温升高和水循环加快,天气变得越来越难以预测,条件也越来越极端。干旱不但不会平衡,反而会变得更糟,而其他地区将被洪水淹没,风暴将有可能造成越来越多的破坏。如果不改变,维持地球上所有生命的水循环将面临越来越大的风险。因此,必须做出改变以纠正这些气候问题,从而恢复水循环和整个地球生态系统的自然平衡。

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