卫星数据显示全球变暖对水循环的影响

更新09/03/2022:本文已经被收回后,作者发现了一个错误在他们的方法中,“改变(ed)的一些结果”。

在他们的收缩注意在《自然》网站上,作者解释:

”在这篇文章中,我们计算了2003年到2019年全球陆地蒸散用质量平衡方法。要做到这一点,我们计算蒸散的残余水平衡,使用一个数据集的降水、流量和总蓄水变化。我们犯了一个错误在计算全球平均降水:我们使用算术平均计算的意思,而不是计算空间加权平均数与纬度占改变网格框的大小。因此,全球平均降水时间序列的大小被低估了。这影响了随后的全球平均蒸散计算,导致平均蒸散值被低估和改变一些结果。本文因此收回。”

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蒸散,把水从地下释放到空气通过蒸发和蒸腾的结合——在2003年和2019年之间增加了10%的在全球范围内,根据一项新的研究。

该研究发表在自然发现,主要是由世界上的变化地表升温。这证实了一个长期存在的理论,随着气候持续变暖在未来,水循环将获得能量必威体育在线注册和“加强”。

研究介绍了一种新颖的方式跟踪质量的变化从星球的不同部分使用卫星数据。这种方法允许作者“完成蒸散的水循环的照片”,并没有参与这项研究的科学家告诉碳短暂。必威手机官网“这封让科学家迷惑了几十年,”他补充道。

然而,如果观察到的趋势继续下去,“相关的增加在河流量和减少火灾风险将挑战全世界的水资源管理者和紧急规划者”,另一位科学家告诉碳短暂。必威手机官网

卫星数据

沉淀后,土壤水分蒸发蒸腾损失总量是第二大组件全球水循环。这是一个术语,描述水的运动从地球表面的大气层——通过从土壤和水体和蒸发蒸腾作用从植被。

科学家们已经一直被认为推高了温度,随着全球变暖,气候系统能量的增加将推动更高水平的蒸散。必威体育在线注册这将导致一个加速,更多的“激烈”全球水循环。

测量土壤水分蒸发蒸腾损失总量的变化,科学家们通常使用的技术包括模型,遥感和现场观察。然而,研究指出,每种方法都有其局限性进行估计时大区域或整个世界。

迈克尔·伯恩博士——气候科学家和讲师联合国我versity的圣安德鲁斯,他并没有参与——告诉碳短暂的原位测量”通常稀疏,当地条件的强烈影响,本身不足全球估计蒸必威手机官网散”。

论文的作者补充说,有“大量的不确定性”相关的一些其他方法——例如,在扩展本地观测全球层面。

约书亚·费雪博士研究科学家美国宇航局喷气推进实验室,他也没有参与这项研究,告诉碳简短,蒸散可以测量使用卫星图像。必威手机官网然而,卫星需要一个清晰的视线阅读,费舍尔指出,云经常“妨碍”。

在这项研究中,而不是直接测量土壤水分蒸发蒸腾损失总量,作者使用卫星测量相关组件的水循环。此外,而不是使用传统的卫星图像,作者使用重力恢复与气候实验的数据(格蕾丝)和GRACE-Follow (GRACE-FO)卫星任务来测量大量的水的位置的变化。

恩典是“独特的”,因为卫星不需要看到地球表面直接收集数据,Fisher告诉碳短暂。必威手机官网他解释说,卫星利用重力,并称这回避了云的问题,因为他们没有太多的质量:

“优雅/ FO字面上和身体上移动时在重力。重力是由质量引起的。引力场是一个可以感觉到,而不需要身体上看到它。质量,在这种情况下,土地和水。但是,或多或少地保持不变,而地表水变化——没什么质量云。”

测量土壤水分蒸发蒸腾损失总量,作者假设所有降雨分为蒸散,河道流量和陆基蓄水。通过测量的三个其他组件单独水循环,作者可以,因此,计算蒸散。

伯恩告诉碳短暂取代这种“必威手机官网水分平衡”方法直接测量是“创造性的方法来估计全球蒸散的趋势”。他补充说:

“一系列独立测量结合起来提供一个健壮的这些量的估算蒸散的全球趋势,至关重要的是,它的不确定性。”

变暖的土地

研究使用这种方法来产生一个“整体”,或集合,20估计全球陆地蒸散2003 - 19所示。

下面的图片展示了蒸散(上),降水(顶部),放电(倒数第二)和地下水的变化存储2003 - 19(底部)形式多种多样。黑线显示平均趋势和阴影的范围显示了信心,在红色区域显示高的信心。

作者发现“显著”增加土壤水分蒸发蒸腾损失总量每年2.3毫米/ 2003 - 19 -相应增加约10%高于长期平均水平。根据这项研究,这些研究结果”是与假设一致的是,全球气候变暖的蒸散应该增加。”

相比之下,降水增加了3%,同期下降了6%,相对于长期平均水平,研究说。

凯特威雷特博士——气候科学家英国气象局,他并没有参与这项研究,确认增加蒸散是广泛与先前的研究一致。

与此同时,玛德琳Pascolini-Campbell博士从美国宇航局喷气推进实验室——该研究的第一作者告诉碳短暂趋势证实了其他模型和数据的建议。必威手机官网然而,她补充说,变化是“比我们预期的基于当前的估计”。

作者还发现他们发现了背后的驱动程序更改。他们发现超过一半的增加是由全球地表温度与高温驱动土壤水分蒸发蒸腾损失总量的增加。与此同时,17%的变化是由于自然气候现象,厄尔尼诺南方涛动。

作者注意到,随着气候变暖,降雨返回大气通过蒸散量增加,而“地表径流”是减少。径流的降雨量对土地和流入溪流和河流,而不是浸泡土壤。

Pascolini-Campbell解释说,这对水径流可能下降的影响可用性:

“提高蒸散量的影响地表水用于农业和供水。在未来,增加土壤水分蒸发蒸腾损失总量也意味着损失的增加水的土地在一些地区,导致干旱,而其他地区的降雨量更强烈影响大气环流”。

伯恩指出,较高的蒸散也可能导致增加的风险森林大火通过干燥植物:

“如果这些蒸散的趋势继续符合预期,相关的增加在河流量和减少火灾风险将挑战全世界的水资源管理者和紧急规划者。”

威雷特补充说,在这项研究中发现的趋势也解释背后的“故事的一部分”相对湿度下降科学家已经观察到在地。

”这个研究发现,土壤水分蒸发蒸腾损失总量的增加主要是温度驱动,降水增加,与一个小,一个更大的减少水储存。这表明一个干燥的陆地表面也可能降低相对湿度对土地背后的故事的一部分。”

同时,作者也注意到,更高的蒸散率可以在陆地表面冷却效果,随着蒸发水的能量必威体育在线注册地球表面。这种“可以创建一个负面的反馈机制”部分抵消气候变暖的气候变化,根据这项研究。

“完整的水循环状况”

蒸散是一个“关键”组件的水循环,Pascolini-Campbell告诉碳简短,但历来“在大尺度上是非常难以衡量”。必威手机官网”她补充道,本研究引入了一个新的证据表明,水循环与气温变暖越来越激烈”。

Fisher告诉碳简短的纸必威手机官网是“优秀”,卫星数据提供了全球水循环关闭“棒极了”。他告诉碳简要:必威手机官网

“结合海洋河量的测量以及降水测量好,优雅/ GRACE-FO现在可以完成蒸发的水循环的照片。这个闭包让科学家迷惑了几十年。[研究]解决它。,果然,他们现在可以看穿迷雾中的不确定性确认蒸发确实增加了增加困二氧化碳不断上升的能源。”必威体育在线注册

亚历克西斯Berg博士是一个研究员哈佛大学并没有参与这项研究。他告诉碳简短,这项必威手机官网研究是“一个原始的方法和一个伟大的努力”,但他补充说,也有作者的归因的担忧增加土壤水分蒸发蒸腾损失总量增加土地温度。

他告诉碳短暂,在陆必威手机官网地上,更高的温度可以驱动更大的蒸散在湿地区。然而,他补充说,在干燥、“water-limited”地区,“走向另一个方向”的关系:

“尽管全球平均蒸散变化是由湿地区,我认为全球图片,过程而言,是一个更复杂的不仅仅是更多的变暖,蒸散的;实际上,温度和蒸散耦合以复杂的方式。”

伯格补充说,作者没有提到“全球绿化“趋势发生在近几十年来,“可能导致土壤水分蒸发蒸腾损失总量增加,变暖的独立”。

与此同时,该研究的作者指出,蒸散的研究提供了一个“批量评估”,不能用于确定特定的气候变化的热点。

伯恩告诉碳短暂,一项全球必威手机官网范围内的测量”,这种“自顶向下”的估计蒸散是深刻的。然而,他补充道,“可能进一步发展来测量土壤水分蒸发蒸腾损失总量趋势在区域尺度”。

费舍尔认为,下一步就是“融合这些全局与局部范围测量测量”。