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「熱點探究」水循環是如何受氣候變化的影響?

作者:善利資訊科技

氣候變化是當今現代世界面臨的最大因素和擔憂之一。從碳排放到全球氣候變暖,再到冰蓋融化,氣候變化以多種方式影響着地球,還有大量副作用比我們想象的要深遠得多。這些副作用之一是對水循環的影響。

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什麼是水循環?

水循環是地球上所有水的不斷運動。水量永遠不會改變,而是在各個地區循環,并通過天氣模式和流水運送到世界各地。從雨水到海洋,再到河流、地下水和冰川,一切都是地球水循環的一部分。

「熱點探究」水循環是如何受氣候變化的影響?

水循環通常分為各個階段或過程,所有水最終都會經曆這些階段或過程。包括蒸發、凝結、降水三大類,以及截留、下滲、滲濾、蒸騰、徑流、蓄積。這些階段共同構成了人類、植物和動物賴以生存和地球繁榮的循環。

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氣候變化對水循環的影響

已經發現氣候變化對地球的水循環産生了越來越大的影響。碳排放、農業和工業導緻地球平均溫度整體上升。這種平均增長對水循環産生了一些直接影響,尤其是在蒸發和降水以及水在全球的流動方面。

氣候變化對水循環産生哪些影響呢?

蒸發

蒸發是水(通常在地球表面的地面或水體中)變成水蒸氣的過程。這個過程需要熱量,使液态水變成氣體,并上升到大氣中。随着全球平均溫度的升高,蒸發量也随之增加。由于蒸發和降水密切相關,蒸發的增加也直接導緻了世界範圍内的大量降水。

工作原理:如果你想到一個在陽光下變幹的水坑,那水坑裡的水會被陽光的溫暖照在上面蒸發掉。是以,那個水坑會幹涸,其中的水會轉化為空氣中的水蒸氣。天氣越熱,這個過程發生得越快。在更大的範圍内,同樣的事情正在世界上更重要的水域發生。由于全球變暖導緻溫度升高,而臭氧減少導緻太陽熱量增加,這種熱量會影響湖泊、池塘和海洋,導緻水以更快的速度蒸發。

「熱點探究」水循環是如何受氣候變化的影響?

由于高溫引起的幹旱,在美國内華達州的米德湖發現了曆史性的低水位。

由于氣候變化導緻溫度升高,許多已存在多年的已知湖泊正在幹涸,或者至少在減少。例如,玻利維亞波波湖是該國第二大湖。然而,在 2015 年,由于該地區極度幹旱,該湖完全幹涸。同樣,米德湖雖然是源自科羅拉多河的人工湖,但從2000 年到 2015 年,其水位下降了 37 米,這主要是由于幹旱和區域溫度升高。

降水

由于它們在水循環中如此緊密地聯系在一起,幹旱和氣候變化導緻的蒸發速度增加導緻降水增加。不僅水蒸發得更快,而且當大氣變暖時,可以保持更多的水分,是以産生更多的雨水。

當來自地球表面的水變成氣态,并在大氣中變成水蒸氣時,它就會上升并形成雲。随着雲層的聚集,越來越多的水蒸氣聚集在一起。一旦雲中的水蒸氣變得太重——即氣體或大氣中的水蒸氣比例太高——水開始再次形成液體,在一個稱為冷凝的過程中,并以降水的形式從雲中滴落(雨、雪、雨夾雪等)。

「熱點探究」水循環是如何受氣候變化的影響?

這似乎會抵消增加的蒸發,但實際上它不會——至少不是直接的。由于地球上的氣流和天氣模式,蒸發的水很少會落在同一個地方。它聚集,形成雲,并在再次降落之前被吹過平原或山脈。

由于這個過程,過去幾年世界的天氣模式發生了重大變化。雖然一些地區經曆了極端幹旱,但其他地區的洪水卻增加了。本質上,這是由于蒸發速度快。由于水蒸發得很快,它也會更快地冷凝和降水。這會導緻極端暴雨和山洪暴發。

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氣候變化引起的洪水

由于氣候變化及其對水循環的影響,有四種主要類型的洪水都在增加。第一種是山洪暴發,任何特定地區的水量都過大。

「熱點探究」水循環是如何受氣候變化的影響?

第二種是城市洪水,當突然的大雨淹沒城市排水系統時就會發生這種情況。雨水渠等一次隻能吸收一定量的雨水,而大雨有時會使這些系統過滿,導緻主要城市發生洪水。這發生在 2014 年的底特律,随着城市街道、地鐵系統或主要公園道路被水淹沒,世界各地的各個州和城市都曾出現過這種情況。

第三類和第四類類似,都是河岸泛濫,沿海泛濫。在這兩種情況下,增加的降水淹沒了水體的河岸,河流、湖泊或海洋溢出到周圍地區,造成大規模洪水。在多倫多,加拿大,在2017年的春天,降水增加導緻的溢出安大略湖。湖岸邊的城鎮 - 包括多倫多市和多倫多島 - 被洪水淹沒,使家庭陷入困境,并對道路和房屋造成重大破壞。

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極端天氣

這種洪水屬于極端天氣類别,是氣候變化最大的副作用之一。雖然過去僅指“全球變暖”的舊術語,現在科學家們意識到這種變暖會影響氣候和天氣的方方面面,并導緻全球危險極端天氣事件的數量急劇增加。

「熱點探究」水循環是如何受氣候變化的影響?

熱帶風暴、飓風和季風的強度近來顯着增加。飓風是所有自然災害中危害最大的,并且可能具有極大的破壞性。雖然飓風的平均數量保持不變,但研究表明,确實發生的風暴強度正在增加。4 級和 5 級風暴在區域内有所增加。我們在飓風易發地區看到了同樣的風暴,但強度增加,這可能是由于大氣中降水量增加以及海洋溫度升高造成的,因為暖水是形成飓風的主要因素熱帶風暴。

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海平面上升

除了所有這些變化之外,海水溫度也在上升,全球氣溫升高意味着冰川和極地冰蓋一直在縮小和融化。這導緻了兩個主要問題。

「熱點探究」水循環是如何受氣候變化的影響?

首先,冰的融化導緻冰川景觀和極地動物栖息地的喪失。此外,随着冰融化,它會産生更多開放的水,比冰更強烈地反射太陽,進一步加速了這一過程。

第二個主要問題是,随着冰層融化,它取代了周圍的水,導緻海洋上升,海平面上升。海洋在水循環中發揮着關鍵作用,而這種轉變反過來又會擾亂這一循環的謹慎平衡。

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持續性的影響

總體而言,水循環對地球上的生命至關重要,并且受氣候輕微變化的影響很大。随着氣候變化的持續,事實上它似乎每年都在增加,全球氣溫繼續上升。這以各種方式影響全球的水循環,從大規模幹旱到山洪暴發,再到更強烈的破壞性天氣和風暴。

「熱點探究」水循環是如何受氣候變化的影響?

随着氣溫升高和水循環加快,天氣變得越來越難以預測,條件也越來越極端。幹旱不但不會平衡,反而會變得更糟,而其他地區将被洪水淹沒,風暴将有可能造成越來越多的破壞。如果不改變,維持地球上所有生命的水循環将面臨越來越大的風險。是以,必須做出改變以糾正這些氣候問題,進而恢複水循環和整個地球生态系統的自然平衡。

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