大部分的公共讨论气候变化关注多少地球将温暖的在未来的世纪。但是气候变化不仅限于温度;降水-雨和雪如何变化也会有影响吗在全球人口。
而气候科学家所使用的模型普遍认为在地球的不同部分如何温暖,少了很多协议和降水将如何变化。
在第五和最后一篇文章在我们为期一周的气候模型系列、碳简要探讨了,同意和不同意的模型对未来降水的变化。必威手机官网
蒸发和更多的水蒸气
有一些基本的物理过程,告诉科学家们期望的降水将如何回应在一个变暖的世界。与更高的温度是更大的蒸发和表面干燥,可能会导致干旱的强度和持续时间。
然而,随着空气变暖其持水能力增加,尤其是在海洋。根据克劳修斯——克拉珀龙方程方程,周围的空气通常可以容纳7%更多的水分,每1 c的温度上升。这样,一个周围气温升高4摄氏度的世界比前工业时代在大气中的水蒸气多28%。
但这增加水分不会均匀的整个星球。一些地区降水增加,而其他领域有望看到少由于天气模式改变和其他因素。
下图显示了当前气候之间的降水预计百分比变化(由1981 - 2000年的平均水平),本世纪末(2081 - 2100)的平均所有的气候模型出现在最新的政府间气候变化专门委员会(IPCC)的报告(CMIP5),使用高端变暖情况(RCP8.5)。
紫色的颜色显示地区降水增加,而橙色区域表示未来少雨雪。
CMIP5 RCP8.5 multimodel平均总降水量变化百分比(雨雪)在1981 - 2000和2081 - 2100之间。为每个模型使用一个运行,38个模型。数据从其中气候资源管理器;地图由碳短暂。必威手机官网
平均来说,气候变暖将导致干旱地区变得干燥和潮湿的地区变得更潮湿,尤其在中期和高纬度地区。(这是不总是正确的然而,变暖的影响是更复杂的。)
的平均值模型显示在赤道附近的降水大量增加,特别是在太平洋。他们也显示更多的降水在北极和南极,那里目前低温限制蒸汽空气可以容纳多少水。
地中海地区降水少大约20%的预计,到2100年,一个RCP8.5世界,与类似的削减还发现在非洲南部。西澳大利亚、智利、墨西哥和中美洲/可能都变得干燥10%左右。
这些变化往往增加比例变暖;如果地球变暖只有2 c RCP2.6等积极的缓解情况而不是4 c,降水变化百分比将大约一半大。
然而,简单的平均模型所反映出的情况上面隐藏着深刻的差异。实际上有相对较少的地区,所有的模型同意将变得湿润或干燥。气候模型是不完美的和预测未来的平均降水变化可能成为更加一致的模型继续改善。
地区差异
有39个不同的气候模型CMIP5提供的估计未来降水的变化。温度的不同,模型显示一般程度的协议对未来区域变化,同一地区不同的模型可能成为多少潮湿和干燥机在一个变暖的世界。
下面的图显示了预期在目前的气候降水变化百分比和本世纪末在澳大利亚,与紫色区域指示降水增加和橙色表示减少。虽然所有的模型的平均-显示在左边有一个适度的降水减少5 10%在大多数国家,一些个人模型显示更大的变化。
例如,澳大利亚CSIRO模型——中间面板项目降水减少50%左右的平均的世纪。形成鲜明对比的是,中国FGOALS模型项目平均降水增加30%,到2100年,几乎没有正经历较少的地区降雨。
CMIP5 RCP8.5 multimodel意味着总降水量变化百分比(雨雪)在1981 - 2000和2081 - 2100年为澳大利亚、以及个人CSIRO-Mk3 FGOALS运行。数据从其中气候资源管理器;地图由碳短暂。必威手机官网
类似的结果可以发现许多世界其他地区。下图显示了每个不同的干旱预测和潮湿的预测世界所有CMIP5模型的一部分,由10和90百分位所有的模型(例如,10%的模型显示最减少降水和降水增加10%,显示最世界上任何地区)。
至少在一个模型的外面的世界高纬度地区和热带海洋显示相当大的干燥。类似地,您可以找到至少一个模型在世界上几乎任何位置变得湿润。
RCP8.5 10日平均降水变化的百分比(左地图)和第90百分位(正确的地图)总降水(雨,雪)为每个1×1纬度/经度gridcell 1981 - 2000和2081 - 2100年之间。为每个模型使用一个运行,38个模型。数据从其中气候资源管理器;地图由碳短暂。必威手机官网
这意味着平均年降水量预测气候模型应该谨慎。这将创建一个挑战决策者需要计划变化将发生在自己的国家,依靠任何一个模型的输出可能面具戏剧性的分歧。
然而,模型之间的分歧在未来一些地区降水变化并不意味着为此模型是无用的。
模型在哪里同意吗?
虽然模型不同意平均降水将如何改变在世界的许多地方,有一些地区几乎所有的模型对未来变化相同的故事。
下图显示了相同的年平均降水量变化今天到本世纪末,但增加点显示的地区至少十有八九模型变化的方向达成一致。
作为第一图,但有90%的地区模型的符号变化突出同意点。数据从其中气候资源管理器;地图由碳短暂。必威手机官网
这里有广泛的协议模型,热带太平洋和中高纬度地区在未来将会有更多的降水。印度、孟加拉国和缅甸都变得潮湿,就像中国北方的大部分地区。
模型很大程度上同意,地中海地区和南部非洲在未来将有更少的降水。他们也同意减少降水在西南澳大利亚珀斯,在智利南部,墨西哥西海岸和大部分的热带和亚热带大西洋。
有趣的是,尽管关注干旱在加州没有共识的气候模型,该地区将经历少降水平均在一个变暖的世界。
在不同的季节不同的变化
看着年降水量变化的限制,他们可以掩盖一些季节性的影响。
下图显示预计未来降水划分季节的变化,随着点的地区至少十有八九的模型一致为每个季节的方向变化。
之前的图一样,但分解的季节。数据从其中气候资源管理器;地图由碳短暂。必威手机官网
几件事看预测季节性变化时脱颖而出。在冬天有更大的减少降水预计在北非,但没有达成协议在印度和南亚大部分地区降水增加。
在春天,模型认为加州南部降雨较少。在夏天,减少降水在非洲南部尤其强劲,而在秋天增加降雨量印度、孟加拉国和撒哈拉地区所有脱颖而出。
极端降水的增加
模型也普遍认同,沉淀,当它发生时,将变得更加激烈几乎无处不在。平均年降水量不同,几乎整个世界预计极端降水的增加,因为它温暖。
将有一个模型显示大部分的世界16 - 24%的增长在2100年的极端降水强度。在其他词,大雨可能会更重。
你可以看到下面的图。这里极端降水事件的变化百分比由本世纪末每度变暖,我们的经验显示,和点代表地区,90%的模型映射的同意。红色区域显示的极端降水的减少,而蓝色区域表示增加。
在陆地上最大的极端降水事件在增加预计将发生在非洲和南亚地区的中心。另一方面,北非,澳大利亚,非洲南部和中美洲可能不会看到一个明显的大范围的极端降水发生。
重每程度变暖,降水变化百分比定义为最重的逐日降水事件的每个位置。图改编自费舍尔等2014。
温度和降水影响干旱
降雨和雪的变化在全球变暖是世界许多地区的高度不确定性,未来降水的变化仅仅是故事的一部分。
同样重要的是温度,影响降水是否需要雪或雨的形式和控制多少”积雪”积累。
积雪的山脉在冬天的雪,积累并提供淡水的山谷,因为它融化在春天和夏天。许多河流是一个重要的因素,影响农业河流量和水的可用性,特别是在地区,比如加州,降雨主要集中在冬季。
温度也影响蒸发率,温度升高导致更快的土壤水分损失和增加农业灌溉的必要性。
这意味着,即使对于区域容易潮湿,这一点将在很大程度上抵消temperature-driven干燥。
作为本杰明·库克博士在美国航天局戈达德太空研究所告诉碳短暂,虽然未来降水的变化是不确定的,与温度相关的干燥更广泛:必威手机官网
“drought-climate改变的故事其实是很复杂的。虽然气候变化对降水的影响是相当不确定,我们希望气候变暖,许多地区将经历更多的土壤水分的干旱和径流和流速及流水量下降导致干旱风险的整体提升和严重性。
“普遍的共识是,降水将下降在亚热带地区,这样的地方(美国)西南部和地中海。但温室效应和气候变暖对蒸散的影响和相关干燥多,发生更大的地区。”
结论
对平均降水变化是气候模型预测更加困难比温度。在世界的许多地方,模型不同意是否会有或多或少雨雪。然而,也有一些地区,尤其是地中海和非洲南部,几乎所有的模型显示降雨将减少。同样,增加降雨预计在高纬度地区,以及南亚大部分地区。
有更多的协议模型,气候变暖将会增加极端降雨和降雪的严重程度几乎无处不在。也更温暖的世界,他们项目,增加土壤蒸发,降低积雪,加剧干旱即使没有降水减少。