「气象」直击天气 与科学家聊“天”:关注“气候与水”( 二 )


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图1 全球气候带示意图(NWS ,2016)
我们进一步考察气候平均状态下的水循环及其变化 。 整个水循环实际上就是从海洋向大气输送水汽 , 从大气再输送到陆地地区 , 然后形成降水降落 , 以后水再变成地上和地下的径流 , 最后又流回到海洋上去(图2) 。
「气象」直击天气 与科学家聊“天”:关注“气候与水”
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图2 全球水文循环平均状况(姜彤根据Trenberth, et al., 2007改绘)
那么我们看看这样一个环流圈 , 在气候变化影响下发生着什么变化 , 大家可以看到图3 , 这就是数值气候模式预测的全球水循环状况 , 这是从上个世纪末预测到本世纪2030年的全球水循环结果 , 未来的水循环强度的变化 。 可以看到 , 从海洋到陆地 , 从陆地再到地下水、径流流回去 , 这样一个循环都是正的 。 这就代表着水循环运转的速度未来在加强 。 因而全球水循环不但分布在改变 , 运转的速度也在改变 。 图3上每一个结点都有一个数字 , 这个数字都是正的 , 都是在加强 , 海洋的蒸发在加强 , 输送到我们陆地上的大气中的水汽也在加强 , 降水也在增强 , 地下水也在增强 , 整个都在增强、加快 。 这是我讲的第二个特点 。 所以 , 我们看到 , 这是一个全球性水循环的加强 , 运转速度现在和将来都在加强 。 这是全球水循环变化的第二个特点 。
「气象」直击天气 与科学家聊“天”:关注“气候与水”
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图3 模式模拟和预测的1860年-2030年全球水循环的变化 。 (蓝色数字是模拟1860年的结果 , 红色数字是模式预测的到2030年的变化值 。 (Bengtson,1998)
全球水循环变化的第三个特点是全球降水 , 特别是中纬度降水在快速的增加(图4) 。

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图4 全球陆地与中纬度地区年降水距平变化(IPCC , 2013)
全球水循环变化的另一个特征是全球大气正在变湿 。 大气湿度的一个指标就是比湿(图5a) 。 其中上图是一个全球的分布 , 带有绿颜色的地方都说明大气的湿度在增加 , 可以看到 , 从副热带以北可以看到 , 都是蓝颜色的小点子 , 那说明 , 除了副热带地区湿度普遍都在增加 。 下方曲线(图5b)就反映出全球大气湿度变化的曲线 , 也是不断攀升的 , 这就是我们讲的第四个特点 , 大气湿度在增加 , 大气更为潮湿 。
「气象」直击天气 与科学家聊“天”:关注“气候与水”
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【「气象」直击天气 与科学家聊“天”:关注“气候与水”】
图5 (a)1973-2012年地面比湿趋势变化分布图 , (b)地表比湿全球年平均距平曲线(IPCC , 2013)
分析了四个变化特点之后 , 这就回到了我们最初的结论:整体来讲 , 由于气候变化 , 当然也包括自然因素在里面 , 使得全球的水循环变得干者越干 , 湿者越湿 , 这个基本特点是非常清楚的 。
采访人员:气候变化的背景下 , 我国水资源发生了怎样的变化?
中国工程院院士丁一汇:作为对全球变暖的区域性响应 , 下面我来看看中国的情况 , 即看看中国的水循环是怎么变的 。
第一个特点和全球一样 , 从图6中可以看到 , 中国的降水从1961年开始也在不断的增加 。 可以看到 , 在20世纪80年代以前 , 它是在零线以下 , 现在我们基本上都在零线以上 , 并且最近一二十年 , 增加的非常快 , 这是第一个特点 。 这符合全球气候变化影响水循环的结果 。


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