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多地出现极端高温与干旱,和气候变暖有关吗

科学探索万象经验2023-05-08

但想想整个地球的大小,这仅仅1摄氏度意味着巨大能量保留的增加。这实际上是一个天文数字,增加1摄氏度意味着仅大气层就多包含大约5×10^21焦耳的能量。如果我们还考虑到几米深的海洋与大气达到热平衡,这个能量保留值可能就会翻倍。如果我们对这个巨大的数字没有概念,那么再举个例子, 这比整个世界已知石油储量中包含的所有能量都还要多。

地球上保留的能量增加必须有一个去处,这造成了许多灾难的发生。更多的水从地球表面蒸发,导致世界某些地区出现严重的干旱,而另一些地区则出现更严重的降雨。此外,它还增加了台风包含的能量,对沿海地区造成更大的破坏。温暖的环境也造成了两极海冰的融化,导致海平面上升。

什么是气候

为了讨论气候,我们应该就气候的含义达成一致。仅仅因为今年夏天比去年夏天更热,并不意味着气候正在变暖。谈论气候与天气之间的区别在于持续时间:当我们谈论天气变化时,可能是几分钟、几小时、几天甚至几个月,短期天气并没有告诉我们关于地球气候总体趋势的信息;气候用是几十年来衡量的,通常是30多年,它描述了在特定地方很长一段时间内的总体趋势。

当我们谈论全球气温上升时,它只是就平均而言。有些地区变暖的程度会较低,有些地区会变暖很多,甚至有一些地区也可能会变冷。例如,南部非洲的部分地区升温约2摄氏度,北极升温约4摄氏度,而格陵兰岛的南端似乎正在降温。由于不同的地理环境,全球的温度趋势并不统一。但是,当科学家计算整体平均温度以及几十年来的趋势,他们得出的结论是气候确实在改变。

人类导致气候变暖的证据

最令人信服的证据是对大气中碳同位素的研究。化石燃料来自古老的植物,其中碳12与碳13的比例比空气更高。随着化石燃料的燃烧,大气碳12与碳13的比例预计会上升,而这正是我们在数据中看到的。另一方面,火山喷发会增加大气中的碳13而不是碳12。实际上火山的二氧化碳排放量只有我们的百分之一,所以它不应该为目前的气候变暖负责。

还有些人觉得,变暖是不是地球的自然气候周期?根据冰芯证据,我们知道在上一个冰河时代结束时,地球以平均每100 年约0.06摄氏度的速度变暖。但我们今天看到的至少是这个增幅的10倍。当仅使用气候变化的自然原因进行模拟时,他们预测20世纪温度不会发生变化,甚至会出现轻微的降温。但当我们加入人造源排放造成的非自然影响时,它与我们现在观察到的结果更为接近。如果我们将自然效应与非自然效应结合起来,模拟几乎完全符合测量数据。

更高的整体温度导致更极端的天气,这是如何发生的?当我们说极端天气造成破坏时,它意味着它会赋予能量。在物理学中,我们可以简单地将功写为动能的变化,也就是说需要能量才能造成任何类型的天气破坏。例如,风作用于地球并引起风暴或龙卷风就需要能量,这种能量从哪里来,简短的回答是太阳。

就像热气球一样热空气会上升,随着来自陆地的热空气上升形成云,来自海洋的冷空气会进来填补空隙,于是就形成了风。因为热空气密度低,我们得到一个低压区,而海上的冷空气具有较高的压力。空气从高压流向低压,这会产生风,如果压差非常大,风可能会更强。为了完成循环,在大气中上升的热空气最终被推到海中,在那里它再次冷却下来并继续完成循环。
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随着全球变暖,太阳加热地球更多,导致海洋和陆地之间的压力差更大,因此风可能更猛烈,循环会更加迅速。由于水循环包含在其中,并且全球变暖导致更多水的蒸发,使空气包含更多的水,因此那些多雨的地区会遭遇更多的降水量,从而导致洪水的发生。而那些降雨不多的地区,由于气温上升蒸发了更多的地表水,导致了干旱的发生。

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