Klimatische Variablen, die zur globalen Erwärmung führen
Dieser Artikel beleuchtet die drei wichtigsten klimatischen Variablen, die zur globalen Erwärmung führen. Die klimatischen Variablen sind: 1. Temperatur 2. Niederschlagsänderung 3. Bodenfeuchtigkeit und Verdunstung.
Globale Erwärmung: Klimavariable Nr. 1. Temperatur:
Die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre hat großen Einfluss auf fast alle klimatischen Variablen. Die Größe der Schwankungen variiert von Region zu Region. Treibhausgase absorbieren den größten Teil der langwelligen Strahlung der Erde. Dieser Prozess ist seit vielen Jahren im Gange.
Aufgrund der Absorption langwelliger Strahlung steigt die Temperatur der Luft seit vielen Jahren an. Anfangs war die Temperaturänderung sehr gering. Mit der Zunahme der Treibhausgaskonzentration hat sich das Ausmaß der Veränderung nun erhöht.
Es wurden mehrere Modelle entwickelt, um die Veränderung der klimatischen Variablen vorherzusagen. Viele Vorhersagemodelle haben gezeigt, dass die Temperatur allmählich ansteigt. Es wurde geschätzt, dass die mittlere globale Temperatur bis 2050 wahrscheinlich auf 3 ° C ansteigen wird.
Es wurde festgestellt, dass eine Temperaturzunahme von 80 Prozent bei der Minimaltemperatur aufgetreten ist. Das Ausmaß der Temperaturzunahme ist weltweit nicht einheitlich.
Das von Wilson und Mitchell (1987) entwickelte Modell zeigte eine Erwärmung der globalen Mitteltemperatur von über 5 ° C aufgrund der Verdoppelung von CO 2 an . Die große Wintererwärmung findet in hohen Breiten statt, in denen das Eis dünner und weniger ausgedehnt ist, da im Sommer infolge der früheren Eisschmelze die Sonnenstrahlung stärker absorbiert wird.
Im Sommer ist die Erwärmung in Teilen der Kontinente tendenziell maximal. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Bodenfeuchtigkeit aufgrund einer stärkeren Verdampfung tendenziell geringer ist, wenn die Bodenfeuchtigkeit nicht ausreicht, um die Verdampfung mit der potentiellen Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, und die sich daraus ergebende Verringerung der Verdunstungskühlung führt zu höheren Temperaturen.
Globale Erwärmung: Klimavariable Nr. 2: Niederschlagsänderungen:
Die meisten Modelle weisen weltweit einen Anstieg der Niederschläge um 10 Prozent auf. Die Zunahme des Niederschlags ist in den mittleren und hohen Breiten zu erwarten, insbesondere im Winter. Fest steht jedoch, dass Anomalien der Meeresoberflächentemperaturen zumindest in den Tropen einen großen Einfluss auf die Niederschlagsverteilung haben.
Es ist daher wahrscheinlich, dass die Niederschlagsänderungen in den nächsten Jahrzehnten von geographischen Schwankungen der Reaktionsgeschwindigkeit der Oberfläche auf den Treibhauseffekt dominiert werden.
Globale Erwärmung: Klimavariable Nr. 3. Bodenfeuchtigkeit und Verdunstung:
Klimamodelle repräsentieren die Feuchtigkeit im Boden und berechnen Änderungen aus dem Gleichgewicht zwischen den Gewinnen und dem Eindringen von Niederschlag und Schneeschmelze sowie den durch Verdunstung und Entwässerung verursachten Verlusten. Kellogg und Zong-ci Zhao (1988) haben die Bodenfeuchtigkeitsänderungen in Nordamerika und Ostasien analysiert.
Konsequente Merkmale waren eine erhöhte Nässe in hohen Breiten aufgrund der Zunahme der Niederschläge und trockenere Böden in den Tropen im Winter. Im Sommer waren die Modelle in einem großen Teil der mittleren Breiten trockener.
Modelle haben vorgeschlagen, dass sich die relative Luftfeuchtigkeit möglicherweise nicht systematisch ändert. Wenn dies der Fall ist, steigen die spezifischen Luftfeuchtigkeitsdefizite unterhalb der Sättigung für jeden Temperaturanstieg um 1 ° C um etwa 7 Prozent. Aufgrund der Zunahme von Wasserdampf und CO 2 ist mit einem leichten Rückgang der Sonnenstrahlung im klaren Himmel zu rechnen.
Ergebnisse aus dem Experiment von Wilson und Mitchell (1987) mit der Verdoppelung von CO 2, was eine globale mittlere Erwärmung von etwa 5 ° K ergibt, deuten auf eine Abnahme der Strahlung um 5 Wm -2, wovon 0, 5 Wm -2 auf die erhöhte Absorption durch CO 2 zurückzuführen ist. Der Rest ist auf Wasserdämpfe zurückzuführen.
Bei einer geringeren Erwärmung wäre der Effekt geringer. Ansonsten hängt die Sonnenstrahlung von der Wolkenmenge und der Durchlässigkeit ab. Ein gewisser Anstieg ist zu erwarten, wenn die Feuchtigkeitsdefizite der Böden die Verdunstung verringern. Auf der anderen Seite könnten erhöhte Bewölkung und verminderte Sonneneinstrahlung auf den Anstieg des Wolkenwassergehalts zurückzuführen sein, der mit den Änderungen der Wolken- / Eisphasen-Phase in mittleren Breiten verbunden ist.
Es wird geschätzt, dass die Temperatur bis 2030 weltweit voraussichtlich bis auf 3 ° C ansteigen wird. In diesem Jahrhundert ist zu jeder Zeit eine Erwärmung zu erwarten. Es könnte erreicht werden, wenn der Ozean und die Atmosphäre zu diesem Zeitpunkt ein Gleichgewicht mit den Treibhausgasniveaus erreicht haben, bis zu einem Faktor von zwei.
Die lokale Antwort kann von diesen globalen Mitteln abweichen. In Westeuropa kann die Erwärmung aufgrund des Nordatlantiks langsam sein. Es wird erwartet, dass die Niederschläge im globalen Durchschnittsniederschlag zunehmen, aber in manchen Gegenden kann es weniger regnen. In den hohen Breiten wird ein konstanter Anstieg erwartet.
Die Kohlendioxidkonzentration steigt mit einer Rate von etwa 1, 5 ppm pro Jahr. Die Bedrohung der menschlichen Umwelt durch fortschreitende Entwaldung und die Verschlechterung der Biosphäre hat sich zu einem der Hauptprobleme der modernen Zeit entwickelt.
Die Klimaveränderungen wirken sich, wenn sie groß genug sind, auf die Landwirtschaft und die Verfügbarkeit von Wasserressourcen aus, und die weltweite Ernährungssicherheit hängt von der Art und dem Ausmaß des Wandels ab, der in jeder wichtigen Nahrungsmittelregion der Welt stattfindet.
Klimaänderungsmodelle prognostizieren im Allgemeinen einen Temperaturanstieg und Niederschlagsschwankungen und Strahlungspegel, die die Pflanzenproduktion beeinflussen können. Diese Klimaveränderungen wurden auf erhöhte Treibhausgase wie Kohlendioxid und Ozon in der Atmosphäre zurückgeführt.
Der Aufwärtstrend der globalen Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre ist gut etabliert, aber die Klimaveränderungen, die durch dieses Phänomen hervorgerufen werden können, sind unsicher. Es bestehen große Unsicherheiten hinsichtlich der Geschwindigkeit, mit der sich Kohlendioxid und andere Treibhausgase in der Atmosphäre ansammeln. Es ist auch nicht ganz klar, wann und wo es warm sein wird.
Unter Berücksichtigung der projizierten Konzentration von Treibhausgasen könnte sich das Kohlendioxid bereits bis 2030 verdoppeln. Es wird vorausgesagt, dass, wenn die Treibhausgaskonzentration weiterhin im gegenwärtigen Tempo ansteigt, die globale Temperatur um 20 ° C ansteigen kann 1, 5 bis 4, 5 ° C bis 2050.
Die Fähigkeit der Atmosphäre, Wasser zu halten, hängt von der Temperatur ab. Daher führt eine warme Atmosphäre zu einer höheren Verdunstung.
Daher wird sich der Kohlendioxid-induzierte Treibhauseffekt positiv verhalten, indem die Menge an Wasserdämpfen in der Atmosphäre erhöht wird, es sei denn, eine erhöhte Bewölkung kompensiert diesen Effekt, indem er die Reflexion der Sonnenstrahlung in den Weltraum verstärkt und dort die Menge verringert, die die Erdoberfläche erreicht.
In Bezug auf die einfallende Sonnenstrahlung ist nicht klar, ob sie zunimmt oder abnimmt, obwohl in verschiedenen Regionen der Erde Abweichungen zu erwarten sind. Es wird jedoch erwartet, dass eine größere Menge an Wasserdämpfen in der Atmosphäre die einfallende Sonnenstrahlung absorbiert, was zu einer geringfügigen Abnahme der Strahlung (um etwa 1%) führt.
Mehrere Studien mit Pflanzenwachstumsmodellen prognostizierten Veränderungen der mittleren Ernteerträge infolge des veränderten globalen Umfelds, und es wird prognostiziert, dass solche Änderungen wichtige wirtschaftliche Auswirkungen haben werden.
Bis 2020 wird die potenzielle Reisausbeute mit einem Anstieg der Kohlendioxidkonzentration und einer Temperatur von 1 ° C im Durchschnitt um einige Prozent steigen.
Es wurde geschätzt, dass 80% oder mehr der Temperaturerhöhung auf eine Erhöhung der Minimaltemperatur mit einer geringen oder keinen Erhöhung der Maximaltemperatur der Tageszeit zurückzuführen ist. Zukünftige Strahlungsniveaus wurden von GCM noch nicht vorhergesagt und können entweder sinken oder steigen, was die potenzielle Produktion der Kulturen beeinflussen kann.
Es wird angenommen, dass die potenzielle Produktion einer Kulturpflanze durch die Wechselwirkung der genotypischen Merkmale mit Sonnenstrahlung, Temperatur, Kohlendioxidgehalt und Tageslänge bestimmt wird. Die Sonnenstrahlung liefert die Energie für die Aufnahme von Kohlendioxid im photosynthetischen Prozess, während die Temperatur die Dauer des Pflanzenwachstums und die Geschwindigkeit physiologischer und morphologischer Prozesse bestimmt.
Die Wachstumsrate und das Endertragniveau werden durch die Reaktion der physiologischen Prozesse der Pflanze auf Strahlung, Temperatur und Kohlendioxid bestimmt.
Einige Untersuchungen haben gezeigt, dass der künftige Anstieg der globalen Kohlendioxidkonzentrationen in der Luft zu mehr Wachstum und Getreideertrag des Reises führen wird und die Ertragseinbußen aufgrund der wärmeren Temperatur kompensieren wird.
Die wachsende Bevölkerung verringert die Ressourcen auf der Erdoberfläche. Bis zum Jahr 2020 sollte weltweit 65% mehr Reis produziert werden, um der wachsenden Bevölkerung gerecht zu werden.
Weizen und Reis sind die wichtigsten Getreidekulturen im Nordwesten Indiens. Die Weizenausbeute soll durch Verdoppelung des Kohlendioxids um etwa 30-40% steigen, was den schädlichen Auswirkungen der hohen Temperatur entgegenwirken könnte.
Die potenziellen Reiserträge werden auch durch die Temperatur und Sonneneinstrahlung bestimmt, die den größten Einfluss auf die Kornausbeute in den Reproduktions- und Reifephasen haben. Regionale Änderungen der mittleren Sonneneinstrahlung und des mittleren Niederschlags können die Auswirkungen einer höheren Temperatur und einer erhöhten Kohlendioxidkonzentration abmildern.
