Kolobeh vody a podnebie - zmena podnebia
Obsah
- 1 vodný cyklus a atmosférická cirkulácia
- 2 vodný cyklus a žiarenie
- 3 Kolobeh vody v skorších klimatických epochách
- 4 Kolobeh vody a globálne otepľovanie
- 4.1 Aktuálne zmeny
- 4,2 projekcie
- 5 dôkazov
- 6 literatúry
- 7 webových odkazov
- 8 Vyhlásenie o licencii
1 vodný cyklus a atmosférická cirkulácia
Globálny vodný cyklus je v podstate určený rozsiahlou cirkuláciou atmosféry, ktorá zase závisí od podnebia. Najvyššia úroveň zrážok sa nachádza v intertropickom konvergenčnom pásme, kde v dôsledku vysokej úrovne slnečného žiarenia stúpajú, ochladzujú sa a pršajú vzdušné masy nasýtené vodnými parami. V subtrópoch, kde sa masy vzduchu vo veľkej miere potápajú a otepľujú, takmer nedochádza k zrážkam. Prevažuje tu odparovanie. Na subtropických kontinentoch, ktoré sú väčšinou obsadené púšťami, je takmer žiadna voda, ktorá by sa mohla odpariť. Subtropické oceány sú na druhej strane hlavnými zdrojmi vodnej pary v atmosfére. V západnom veternom pásme stredných a vyšších zemepisných šírok zrážky opäť pribúdajú. Vodná para pochádza čiastočne zo Suopenu, čiastočne z oceánov a zo suchozemskej vegetácie samotných stredných zemepisných šírok. Ďalej smerom k pólom zrážky opäť klesajú, pretože studený vzduch môže absorbovať iba malú časť vodnej pary a veľkú časť vody v ľade a snehu. je zviazaný.
2 vodný cyklus a žiarenie
Kolobeh vody je fyzicky riadený radiačnou bilanciou atmosféry a jej účinkom na zemský povrch. [1] V dôsledku absorpcie, odrazu a emisie krátkovlnného slnečného žiarenia a dlhovlnného tepelného žiarenia dochádza k prebytku energie na zemskom povrchu a k deficitu v atmosfére. Rozhodujúcim faktorom je tu krátkovlnné slnečné žiarenie, ktoré vo veľkej miere prechádza nerušenou atmosférou a pohlcuje ju zem. Atmosféra sa ohrieva podstatne menej ako zem. Okrem toho existuje dlhovlnné žiarenie, ktoré vychádza z ohriatej zeme, je absorbované v atmosfére skleníkovými plynmi a mrakmi a potom z. T. sa odráža späť na zemský povrch. Rovnováha medzi teplejším zemským povrchom a chladnejšou atmosférou sa primárne vytvára odparením, t. J. S tým spojeným prúdom latentného tepla, a následnou kondenzáciou, pri ktorej sa latentná energia uvoľňuje do atmosféry. Naproti tomu tok citeľného tepla hrá menšiu úlohu, ale tiež prispieva k prenosu tepla z povrchu zemského do atmosféry.
3 Kolobeh vody v skorších klimatických epochách
V skorších klimatických epochách sa vodný cyklus a distribúcia vody veľmi líšili od dnešných podmienok. V ranom veku Novej Zeme asi pred 50 miliónmi rokov nebol na Zemi žiadny ľad a teploty boli až o 10 ° C vyššie ako dnešné. Kolobeh vody bol oveľa intenzívnejší ako dnes, t. J. Viac vody sa odparovalo a padalo viac zrážok. Posledných dva a pol milióna rokov bolo celkovo oveľa chladnejšie ako v dobe ranej modernej Zeme a vyznačovali sa striedaním chladných a teplých fáz, chladných a teplých období doby ľadovej. V chladných dobách bola veľká časť vody viazaná v obrovských ľadových vrstvách, ktoré sa rozprestierali ďaleko naprieč Severnou Amerikou a euroázijským kontinentom. Globálne teploty boli v priemere okolo 4 ° C pod dnešnými. Atmosféra bola celkovo schopná absorbovať menej vodnej pary a podľa toho menej uvoľňovať zrážaním.
4 Kolobeh vody a globálne otepľovanie
4.1 Aktuálne zmeny
Pohľad do minulosti ukazuje, že kolobeh vody veľmi závisí od podnebia. Vynára sa preto otázka, aký vplyv budú mať súčasné a budúce klimatické zmeny na kolobeh vody. Globálne otepľovanie o takmer 0,8 ° C za posledných 100 rokov by sa malo prejaviť aj na posilnení vodného cyklu. Ak sa teplota zvýši o 1 ° C, kapacita vodnej pary v atmosfére sa teoreticky zvýši o 7%. Všeobecne sa verí, že hydrologický cyklus sa zintenzívňuje v dôsledku globálneho otepľovania v dôsledku nárastu skleníkových plynov. [2] Takmer všetky klimatické modely ukazujú, že oteplenie zemského povrchu o 1 ° C v dôsledku zvýšenia odparovania, najmä nad oceánmi, vedie k zvýšeniu zrážok o 2 - 3%.
Je však veľmi ťažké dokázať takúto tendenciu empirickými údajmi. Existujú dva hlavné dôvody. Na jednej strane sa zrážky a odparovanie v jednotlivých regiónoch veľmi líšia a pre niekoľko regiónov existuje iba dostatočná séria meraní. Na druhej strane sa za posledných niekoľko desaťročí zvýšila nielen koncentrácia skleníkových plynov v atmosfére, ale aj aerosóly. Aerosóly oslabujú zrážky jednak svojím teplotným účinkom, jednak podporovaním tvorby menších kvapiek. Podľa novších modelových výpočtov [3] by hydrologický cyklus mohol dokonca silnejšie reagovať na zmeny v obsahu aerosólov ako na zmeny v koncentrácii skleníkových plynov. Pretože aerosóly majú v atmosfére iba krátku životnosť, ich účinok je obmedzený na oblasti, v ktorých vznikajú. Ich globálny vplyv na hydrologický cyklus je preto do značnej miery nejasný.
V každom prípade neexistuje jasný globálny trend zrážok v celej krajine v období rokov 1951-2005. [4] Regionálne trendy sú však niekedy jasne badateľné. Dá sa zhruba povedať, že zrážky po zemi sa v 20. storočí zvýšili medzi 30 ° S a 85 ° S, ale za posledných 30 - 40 rokov poklesli medzi 10 ° S a 30 ° S. [5] Jednotlivé regióny tiež vykazujú trendy, ktoré sa odchyľujú od tohto hrubého modelu, niektoré sa časom zmenili. Zóna Sahel vykazuje najväčší negatívny trend na celom svete v období rokov 1901 - 2005. Ak sa však pozrieme iba na obdobie rokov 1979 až 2005, je trend v sahelskej zóne pozitívny. Aj v USA a Európe sa trendy v týchto obdobiach zvrátili, aj keď v porovnaní so Sahelom došlo k opačnému znameniu. Na druhej strane južná Južná Amerika a západná Austrália vykazujú neustále pozitívne trendy. [5]
Zdá sa však, že novšia štúdia o slanosti v hornej vodnej vrstve oceánov v druhej polovici 20. storočia potvrdzuje teoretické predpoklady, že odparovanie a zrážky rastú s globálnym otepľovaním. [6] [7] Takže sa zistilo, že vo vysokých zemepisných šírkach a trópoch obsah solí v oceánoch klesal, v subtropických šírkach sa zvyšoval. Z toho môžeme odvodiť nárast zrážok v už daždivých zemepisných šírkach a pokles suchých oblastí. Celkovo sa podľa týchto výskumov vodný cyklus zintenzívnil o 4% pri oteplení o pol ° C. Pri oteplení o 2 - 3 ° C, ako sa predpokladá na konci 21. storočia, by sa vodný cyklus zvýšil o 16 - 24%, čo by malo vážne následky na počasie. V regiónoch s vysokou úrovňou zrážok treba počítať so silnejším prívalovým dažďom a povodňami, v suchých oblastiach s ešte väčším suchom. Vyššie odparovanie a kondenzácia navyše prenášajú do atmosféry aj latentnejšiu energiu, vďaka ktorej sú všetky druhy búrok od tornád po hurikány ešte silnejšie.
Pre zásobovanie vodou sú samotné zrážky často menej dôležité ako odtoky v dôležitých povodiach. Okrem zrážok zohrávajú pri odtoku úlohu aj teplota a odparovanie, ako aj vplyvy stavby priehrad a hrádzí na človeka. V niektorých regiónoch, napríklad v USA a Kanade, bolo možné určiť zvyšujúci sa alebo znižujúci sa odtok, ktorý bol výsledkom zvyšovania alebo znižovania zrážok. Na Žltej rieke v Číne sa však odtok znížil napriek stagnujúcim zrážkam, pretože sa zvýšili teploty a tým aj odparovanie. V stredných a vyšších zemepisných šírkach boli často pozorované sezónne zmeny spojené s skorším topením snehu a skorším rozpadom ľadu na rieke. Globálne trendy, ktoré možno priamo pripísať zmenám v podnebí, možno len ťažko určiť z dôvodu zlej dátovej situácie. [8]
4,2 projekcie
Globálne otepľovanie vo všeobecnosti zintenzívni vodný cyklus, t. J. Globálne padne viac zrážok a viac vody sa odparí. Regionálne a niekedy aj sezónne rozdiely sú však značné. Výsledky klimatických modelov sa zväčša zhodujú v nasledujúcich prípadoch: [9] Vo vyšších zemepisných šírkach budú zrážky stúpať po celý rok, v niektorých prípadoch až o 20%, ako aj nad tropickými oceánmi a v niektorých oblastiach Mosely (v juhovýchodnej Ázii a Austrálii). . V stredných zemepisných šírkach budú zrážky v lete klesať všade, vo väčšine subtropických oblastí dokonca po celý rok. Obzvlášť ťažko zasiahnuté budú Stredomorie a Karibik, kde sa zrážky znížia až o 20%.
Obrázok ukazuje významné hydrologické zmeny v lete (hore) a zime (dole) 2080 - 2099 v porovnaní s rokmi 1980 - 1999. Farebné odstupňovanie označuje podiel 21 použitých simulácií modelu. Obzvlášť výrazné výsledky sú zvýraznené symbolmi: [9]