Klimaatvariabelen die leiden tot opwarming van de aarde

Dit artikel werpt licht op de drie belangrijkste klimaatvariabelen die leiden tot opwarming van de aarde. De klimatologische variabelen zijn: 1. Temperatuur 2. Veranderingen in regenval 3. Bodemvocht en verdamping.

Global Warming: Climatic Variable # 1. Temperatuur:

De concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer heeft grote invloed op bijna alle klimatologische variabelen. De omvang van variaties varieert van de ene regio tot de andere regio van de wereld. Broeikasgassen absorberen het grootste deel van de langegolfstraling van de aarde. Dit proces is al vele jaren aan de gang.

Vanwege de absorptie van langegolfstraling neemt de temperatuur van de lucht gedurende vele jaren toe. Aanvankelijk was de verandering in temperatuur erg laag. Nu, met de toename van de concentratie van broeikasgassen, is de omvang van de verandering toegenomen.

Verschillende modellen zijn ontwikkeld om de verandering in de klimatologische variabelen te voorspellen. Veel voorspellende modellen hebben aangegeven dat de temperatuur geleidelijk toeneemt. Naar schatting zal de gemiddelde temperatuur in 2050 waarschijnlijk tot 3 ° C stijgen.

Het is gebleken dat 80% van de temperatuurstijging heeft plaatsgevonden bij de minimumtemperatuur. De grootte van de temperatuurstijging is niet uniform over de hele wereld.

Het model ontwikkeld door Wilson en Mitchell (1987) gaf een opwarming van meer dan 5 ° C in de wereldwijde gemiddelde temperatuur aan vanwege verdubbeling van CO ₂ . De grote winterverwarming is op hoge breedtegraden waar het ijs dunner en minder uitgebreid is vanwege de grotere opname van zonnestraling in de zomer na eerdere smelting van het ijs.

In de zomer heeft opwarming de neiging om maximaal te zijn over delen van de continenten. Dit komt omdat bodemvocht de neiging heeft minder te zijn vanwege grotere verdamping, waarbij bodemvocht onvoldoende wordt om de verdamping met de potentiële snelheid te handhaven, de daaruit voortvloeiende vermindering van verdampingskoeling leidt tot hogere temperaturen.

Global Warming: Climatic Variable # 2. Changes in Rainfall:

De meeste modellen hebben wereldwijd een toename van 10 procent neerslag aangetoond. Verhoging van de neerslag zal zich waarschijnlijk voordoen op de middelste en hoge breedtegraden, vooral in de winter. Het is echter algemeen bekend dat ten minste in de tropen anomalieën van oppervlaktetemperaturen van de oceaan een groot effect hebben op de neerslagverdeling.

Het is daarom waarschijnlijk dat veranderingen in regenval de komende decennia zullen worden gedomineerd door geografische variaties in de reactiesnelheid van het oppervlak op het broeikaseffect.

Global Warming: Climatic Variable # 3. Bodemvocht en verdamping:

Klimaatmodellen vertegenwoordigen het vocht in de bodem en berekenen de veranderingen daarin uit de balans tussen de winsten en de infiltratie van regenval en gesmolten sneeuw en de verliezen als gevolg van verdamping en afvoer. Kellogg en Zong-ci Zhao (1988) hebben de veranderingen in bodemvocht in Noord-Amerika en Oost-Azië geanalyseerd.

Consistente functies waren onder meer verhoogde vochtigheid op hoge breedtegraden als gevolg van de toename van neerslag en drogere gronden in de tropen in de winter. In de zomer neigden de modellen over een groot deel van de middelste breedtegraden droger te zijn.

Modellen hebben gesuggereerd dat de relatieve vochtigheid niet systematisch kan veranderen, als dat zo is, zullen specifieke vochtigheidsdeficits onder verzadiging met ongeveer 7 procent toenemen bij elke temperatuurstijging van 1 ° C. Een kleine afname van zonnestraling in de heldere lucht is te verwachten vanwege de toename van waterdamp en CO ₂ .

Resultaten van het experiment van Wilson en Mitchell (1987) met een verdubbeling van CO _2, wat een globale gemiddelde opwarming van ongeveer 5 ° K geeft, duidt een afname van de straling met 5 Wm ^{-2 aan}, waarvan 0, 5 Wm ^{-2 het} gevolg is van de verhoogde absorptie door CO ₂, de rest is te wijten aan waterdampen.

Het effect zou minder zijn bij een kleinere opwarming. Zoniet is zonnestraling afhankelijk van de hoeveelheid wol en de doorlaatbaarheid. Enige toename kan worden verwacht als de vochtigheid in het bodemoppervlak de verdamping vermindert. Aan de andere kant kunnen verhoogde troebelheid en afgenomen zonnestraling het gevolg zijn van de toename van het gehalte aan water in de cloud die samenhangt met veranderingen in de ijs / waterfase van de wolken op middelste breedtegraden.

Er wordt geschat dat de temperatuur wereldwijd waarschijnlijk tot 3 ° C zal stijgen in 2030. Verwarming in deze eeuw is op elk moment waarschijnlijk. Het kan worden bereikt wanneer de oceaan en de atmosfeer een evenwicht hebben bereikt met de broeikasgassenniveaus in die tijd, met een factor twee groter.

De lokale respons kan afwijken van deze wereldwijde middelen. Opwarming kan in West-Europa traag zijn door de aanwezigheid van Noord-Atlantische Oceaan. De neerslag zal naar verwachting toenemen in de wereldwijde gemiddelde regenval, maar op sommige plaatsen kan minder regen vallen. Consistente toename wordt verwacht in de hoge breedtegraden.

De koolstofdioxideconcentratie neemt toe met een snelheid van ongeveer 1, 5 ppm per jaar. De bedreiging voor de menselijke omgeving als gevolg van progressieve ontbossing en verslechtering van de biosfeer is naar voren gekomen als een van de belangrijkste problemen van de moderne tijd.

De klimaatveranderingen zullen, indien groot genoeg, van invloed zijn op de landbouw en de beschikbaarheid van watervoorraden en wereldwijde voedselzekerheid zal afhangen van de aard en mate van verandering die zich voordoet in elke belangrijke voedselproducerende regio van de wereld.

Klimaatmodellen voorspellen in het algemeen een toename van de temperatuur en variaties in neerslag- en stralingsniveaus die waarschijnlijk de gewasproductie beïnvloeden. Deze klimaatveranderingen zijn toegeschreven aan verhoogde niveaus van broeikasgassen, zoals koolstofdioxide en ozon in de atmosfeer.

De stijgende trend van de wereldwijde atmosferische koolstofdioxideconcentratie is goed ingeburgerd, maar de klimaatveranderingen die kunnen worden veroorzaakt door dit fenomeen zijn onzeker. Er zijn grote onzekerheden over de snelheid waarmee koolstofdioxide en andere broeikasgassen zich in de atmosfeer zullen verzamelen. Het is ook niet erg duidelijk dat wanneer en waar het warm zal zijn.

Rekening houdend met de verwachte concentratie van broeikasgassen, zou kooldioxide al in 2030 kunnen worden verdubbeld. Er is voorspeld dat als de concentratie van broeikasgassen in het huidige tempo blijft stijgen, de mondiale temperatuur kan stijgen met 1, 5 tot 4, 5 ° C in 2050.

Het vermogen van de atmosfeer om water vast te houden is een toenemende functie van temperatuur. Daarom leidt een warme atmosfeer tot hogere verdamping.

Het kooldioxide geïnduceerde broeikaseffect zal zich dus positief gedragen door de hoeveelheid waterdampen in de atmosfeer te verhogen, tenzij verhoogde troebelheid dit effect compenseert door de reflectie van zonnestraling naar de ruimte te vergroten, daar door de hoeveelheid die het aardoppervlak bereikt te verminderen.

Met betrekking tot opvallende zonnestraling is het niet duidelijk of deze zal toenemen of afnemen, hoewel variaties worden verwacht in verschillende regio's van de aarde. Maar de verwachting is dat een grotere hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer de binnenkomende zonnestraling zal absorberen, wat resulteert in een lichte afname van de straling (met ongeveer 1%).

Verschillende studies met gewasgroeimodellen hebben veranderingen in gemiddelde oogstopbrengsten voorspeld als een resultaat van de veranderde mondiale omgeving en voorspeld wordt dat dergelijke veranderingen belangrijke economische implicaties zullen hebben.

Tegen 2020, met een stijging van de koolstofdioxideconcentratie en een temperatuur van 1 ° C, zal de potentiële rijstopbrengst gemiddeld met enkele procenten stijgen.

Naar schatting is 80% of meer van de temperatuurstijging het gevolg van een verhoging van de minimumtemperatuur met weinig of geen toename van de maximale dagtemperatuur. Toekomstige stralingsniveaus zijn nog niet voorspeld door GCM en kunnen afnemen of toenemen, wat de potentiële productie van de gewassen kan beïnvloeden.

De potentiële productie van een gewas wordt verondersteld te worden bepaald door de interactie van genotypische kenmerken met zonnestraling, temperatuur, koolstofdioxidegehalte en daglengte die het ervaart. Zonnestraling levert de energie voor de opname van koolstofdioxide in het fotosyntheseproces, terwijl de temperatuur de duur van de gewasgroei en de snelheid van fysiologische en morfologische processen bepaalt.

De groeisnelheid en het uiteindelijke opbrengstniveau worden bepaald door de reactie van de fysiologische processen van het gewas op straling, temperatuur en koolstofdioxide.

Sommige onderzoeken hebben aangetoond dat toekomstige stijgingen van de wereldwijde kooldioxideconcentraties in de atmosfeer zullen resulteren in een grotere groei en graanopbrengst van rijst en de opbrengstreducties als gevolg van de warmere temperatuur zullen compenseren.

Toenemende bevolking betekent minder hulpbronnen op het aardoppervlak. Tegen het jaar 2020 moet 65% meer rijst worden geproduceerd in de wereld om het hoofd te bieden aan de toenemende bevolking.

Tarwe en rijst zijn de belangrijkste graangewassen in Noordwest-India. Verwacht wordt dat de tarwe-opbrengst met ongeveer 30-40% zal stijgen door een verdubbeling van kooldioxide die de schadelijke effecten van hoge temperaturen zou kunnen tegengaan.

Potentiële rijstopbrengsten worden ook bepaald door temperatuur en zonnestraling die hun grootste effect hebben op de graanopbrengst in de voortplantings- en rijffasen. Regionale veranderingen in gemiddelde zonnestraling en gemiddelde neerslag kunnen de effecten van hogere temperatuur en verhoogde koolstofdioxideconcentratie verminderen.