Как изменение климата влияет на круговорот воды?
Изменение климата является одним из самых серьезных факторов и проблем, с которыми сталкивается современный мир сегодня. От выбросов углекислого газа до повышения температуры и таяния ледяных шапок изменение климата влияет на землю по-разному, и существует также большое количество побочных эффектов, которые имеют гораздо более серьезные последствия, чем мы могли бы подумать. Одним из таких побочных эффектов является воздействие на круговорот воды.
Что такое круговорот воды?
Круговорот воды - это постоянное движение всей воды на планете Земля. Количество воды никогда не меняется, а вместо этого циркулирует по разным штатам и разносится по всему миру с помощью погодных условий и водных течений. Все - от дождя до наших океанов, рек, грунтовых вод и ледников - является частью круговорота воды на Земле.
Круговорот воды обычно делится на различные стадии, или процессы, через которые в конечном итоге проходит вся вода. Они включают в себя три основных: испарение, конденсацию и осаждение, а также перехват, инфильтрацию, просачивание, транспирацию, сток и хранение. Вместе эти стадии составляют цикл, от которого люди, растения и животные зависят для жизни и процветания на Земле.
Влияние изменения климата на круговорот воды
Было обнаружено, что изменение климата оказывает серьезное и все возрастающее воздействие на круговорот воды на Земле. Выбросы углекислого газа, сельское хозяйство и промышленность привели к общему повышению средней температуры на Земле. Это среднее увеличение оказало некоторое прямое влияние на круговорот воды, особенно когда речь идет о испарении и выпадении осадков, а также о движении воды по всему земному шару.
Испарение
Испарение - это процесс, при котором вода (обычно находящаяся на поверхности Земли либо на земле, либо в водоемах) превращается в водяной пар. Для этого процесса необходимо тепло, которое позволяет жидкой воде превратиться в газ и подняться в атмосферу. По мере того как средняя температура по всему миру повышается, испарение также увеличивается. Поскольку испарение и осадки так тесно связаны, увеличение испарения также непосредственно привело к увеличению количества осадков во всем мире.
Как это работает: Если вы подумаете о луже, которая высохла на солнце, вода в этой луже испаряется под действием тепла падающего на нее солнечного света. Таким образом, эта лужа высыхает, и вода в ней превращается в водяной пар в воздухе. Чем жарче день, тем быстрее происходит этот процесс. В более широком масштабе то же самое происходит с более значительными водоемами по всему миру. Поскольку повышение температуры из-за глобального потепления и солнечного тепла увеличивается из-за уменьшения содержания озона, это тепло обрушивается на озера, пруды и океаны, заставляя воду испаряться гораздо быстрее.
Многие известные озера, которые существуют уже много лет, высыхают или, по крайней мере, уменьшаются в объеме из-за повышения температуры, вызванного изменением климата. Например, озеро Поопо в Боливии было вторым по величине озером страны. Однако в 2015 году озеро полностью высохло во многом из-за сильной засухи в этом районе. Аналогичным образом, озеро Мид, хотя и является искусственным озером, образованным рекой Колорадо, с 2000 по 2015 год уровень воды в нем упал на целых 37 метров, главным образом из-за засухи и повышения региональных температур.
Осадки
Поскольку они так тесно связаны в круговороте воды, засуха и увеличение скорости испарения из-за изменения климата привели к увеличению количества осадков. Вода не только испаряется быстрее, но и когда атмосфера становится теплее, может удерживаться больше влаги и, следовательно, образуется больше осадков.
Когда вода с поверхности Земли переходит в газообразное состояние и превращается в водяной пар в атмосфере, она поднимается и образует облака. По мере того как облака собираются, накапливается все больше и больше водяного пара. Как только облако становится слишком насыщенным водяным паром, то есть в газе или атмосфере слишком высокое содержание водяного пара, вода снова начинает превращаться в жидкость в процессе, называемом конденсацией, и выпадает из облаков в виде осадков (дождь, снег, мокрый снег и т.д.).
Может показаться, что это уравновесит повышенное испарение, но на самом деле это не так - по крайней мере, напрямую. Из-за ветровых течений и погодных условий на Земле испаряющаяся вода редко попадает в одно и то же место. Он собирается, образует облака и разносится по равнинам или горам, прежде чем снова упасть.
Из-за этого процесса за последние несколько лет в мире произошли серьезные изменения в погодных условиях. В то время как некоторые районы пережили сильную засуху, в других участились наводнения. По сути, это связано с быстротой испарения. Поскольку вода быстро испаряется, она также быстрее конденсируется и выпадает в осадок. Это приводит к сильным ливням и внезапным наводнениям.
Наводнения, вызванные изменением климата
Существует четыре основных типа наводнений, которые все увеличиваются из-за изменения климата и его влияния на круговорот воды.Первый - это внезапные наводнения, вызванные быстрым и чрезмерным количеством воды в любой данной области.
Вторая - это городские наводнения, которые возникают, когда внезапные сильные дожди переполняют городские дренажные системы. Ливневые стоки и тому подобное могут принимать только определенное количество дождевой воды за один раз, и проливные дожди иногда могут переполнить эти системы, что приводит к наводнениям в крупных городах. Это произошло в Детройте в 2014 году и было замечено в различных штатах и городах по всему миру, когда городские улицы, системы метро или крупные бульвары были залиты водой.
Третий и четвертый типы схожи и представляют собой затопление берегов рек и затопление прибрежных районов. В обоих случаях повышенное количество осадков переполняет берега водоема, и река, озеро или море разливаются по прилегающим районам, вызывая массовые наводнения. В Торонто, Канада, весной 2017 года увеличение количества осадков привело к переполнению озера Онтарио. Города и поселки вдоль берегов озера, включая город Торонто и остров Торонто, оказались затопленными, в результате чего семьи оказались в затруднительном положении и был нанесен серьезный ущерб дорогам и домам.
Экстремальные погодные условия
Это наводнение относится к категории экстремальных погодных условий и является одним из крупнейших побочных эффектов изменения климата. В то время как старые термины использовались для обозначения просто "глобального потепления", ученые теперь знают, что это потепление влияет на все аспекты климата и погоды и вызвало серьезный всплеск количества опасных экстремальных погодных явлений по всему миру.
В последнее время интенсивность тропических штормов, ураганов и муссонов значительно возросла. Ураганы являются самыми дорогостоящими из всех стихийных бедствий и могут быть чрезвычайно разрушительными. В то время как среднее число ураганов остается прежним, исследования показали, что штормы, которые действительно происходят, становятся все более интенсивными. Штормы 4-й и 5-й категорий усилились в региональном масштабе. Мы наблюдаем те же штормы в районах, подверженных ураганам, но с повышенной интенсивностью, что может быть вызвано более высоким уровнем осадков в атмосфере, а также повышением температуры океана, поскольку теплые воды являются основным фактором возникновения тропического шторма.
Повышение уровня моря
Вдобавок ко всем этим изменениям, температура океанской воды также повышается, и океаны становятся более кислыми. Аналогичным образом, повышение температуры во всем мире привело к сокращению и таянию ледников и полярных ледяных шапок. Это вызывает две основные проблемы.
Во-первых, таяние льдов приводит к потере ледниковых ландшафтов и мест обитания полярных животных. Кроме того, по мере таяния льда образуется больше открытой воды, которая отражает солнце сильнее, чем лед, что еще больше ускоряет этот процесс.
Вторая серьезная проблема заключается в том, что по мере таяния льда он вытесняет воду вокруг себя, вызывая подъем уровня океанов и повышение уровня моря. Океаны играют ключевую роль в круговороте воды, и этот сдвиг, в свою очередь, может привести к нарушению тщательного баланса этого цикла.
Долговременные последствия
В целом, круговорот воды жизненно важен для жизни на Земле, и на него сильно влияют незначительные изменения климата. В связи с продолжающимся изменением климата и даже кажущимся его ежегодным увеличением глобальная температура продолжает повышаться. Это по-разному влияет на круговорот воды по всему земному шару: от массовых засух до внезапных наводнений и более интенсивных разрушительных погодных условий и штормов.
По мере повышения температуры и ускорения круговорота воды погода становится все более непредсказуемой, а условия - все более экстремальными. Вместо того чтобы уравновеситься, засухи будут усиливаться, в то время как другие районы будут затоплены, а штормы будут угрожать нанести все больший и больший ущерб. Без изменений круговорот воды, который поддерживает всю жизнь на земле, будет подвергаться все большему риску. Поэтому жизненно важно, чтобы были внесены изменения для устранения этих климатических проблем, тем самым восстановив естественный баланс круговорота воды и экосистем Земли в целом.
