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气候变暖 蒸发量为何不增反降?

发布时间:2022-01-21 12:08:34   作者:爱游戏手游平台官网   来源:爱游戏平台注册

  全球变暖的气候背景下,我国大部地区的蒸发量却呈下降趋势。其中,下降幅度最大的地区集中在东部、西北北部和南部及西藏南部,造成这种现象的主要原因是风速和日照时数的下降。

  蒸发是地表热量平衡和水量平衡的组成部分,也是水循环中最直接受土地利用和气候变化影响的一项,同时,蒸发也是热能交换的重要因子。所以,蒸发量在估算陆地蒸发、作物需水和作物水分平衡等方面具有重要的应用价值。进行蒸发量变化的研究,对深入了解气候变化、探讨水分循环变化规律具有十分重要的意义。就实际而言,对水利工程设计、农林牧业土壤改良、土壤水分调节、灌溉定额制定以及研究水分资源、制定气候区划等方面都具有重要的指导意义。

  据政府间气候变化专门委员会(IPCC)最新报告,在过去100年中全球气温平均上升了0.6士0.2℃。因此人们预期,全球变暖可能会使大气变干,导致陆地上水体蒸发量上升。而实际结果却与此相反,许多地区的蒸发皿蒸发量呈显著下降趋势。究其原因,国际上相关专家说法不一。美国著名气候学家Peterson等人将蒸发皿蒸发量下降的现象归因于云量的增加;Brutsaert等人认为蒸发皿蒸发量的减少是由于地面蒸发量增加的结果;Michael从全球温度日较差变小的事实出发,在理论上解释了近年来蒸发皿蒸发量的下降主要是由于太阳辐射量的减少造成;而Stanhill和Cohen则认为云量和气溶胶的增加是近年来全球太阳辐射下降的主要原因。相比而言,我国虽然在蒸发量的计算方面成果较多,但对蒸发量的变化及成因研究较少,许多研究局限于局部地区,且采用的测站数据较少,因此很难形成系统全面的理论。

  所以,利用大量的台站资料和较长的时间尺度对我国蒸发皿蒸发量变化趋势及其成因进行研究很有必要。在国家自然科学基金面上项目和江苏省自然科学基金项目资助开展的“45年来中国蒸发皿蒸发量的变化特征及其成因研究”中,申双和等人利用中国472个气象站1957~2001年20厘米口径蒸发皿的实测资料,分析了我国小型蒸发皿蒸发量的变化趋势及其变化原因。

  通过对资料的统计与计算,申双和发现,尽管在这45年间我国年平均气温以每10年增加0.2℃的趋势递增,但是蒸发皿蒸发量总体上却以每10年减少34.12毫米的速度递减。其中,夏季下降速率及下降幅度最大,为每10年下降15.59毫米,其次为春季、秋季,冬季变化不明显。“这种变化趋势总体上是与全球保持一致的,”申双和解释说,“气温升高主要集中在冬季,而对很多地区来说,占全年蒸发量总量比例较大的夏季气温不升反降,这就导致了全年蒸发量显著下降。”

  从地域分布看,蒸发皿蒸发量显著上升只集中在少部分地区,如大兴安岭北部和北山地区;下降幅度最大的地区则集中在东部、西北北部和南部及西藏南部。

  申双和通过对彭曼公式中能量平衡项和空气动力项进行分析后认为,东部蒸发皿蒸发量的下降主要是因为提供蒸发的能量显著减少,而西部地区蒸发皿蒸发量的下降主要是供蒸发的动力下降所致。就气象因子而言,他认为,风弱的时候,气流慢,蒸发面的水汽就不易被带到大气中,而日照减少时,蒸发面接受的能量少,水分子动能减弱,水汽扩散也就减慢,这样,蒸发皿的蒸发量就减小。

  因此,他提出:造成蒸发皿蒸发量下降的主要原因为风速和日照时数的下降。“小兴安岭之所以蒸发皿蒸发量增大,主要就是由于这个地区气温显著升高,同时日照、风速没有明显减弱。”他用了一个反例来说明。

  “我国大部地区蒸发量下降”这一事实会对水循环和农林业等相关领域产生什么影响?申双和解释道,我国大部地区蒸发皿蒸发量减小,已经可以排除是气温下降、地面蒸发量增加和空气增湿的影响结果,而应该归因于日照减少、风速减弱。因此,蒸发皿蒸发量下降可能会对水循环的分量产生一定影响,例如地面蒸发量减小、大气水汽输送减弱,同时降水也会发生相应的变化。对农业生产而言,会导致农田蒸散减弱、作物水分利用效率增大,并在一定程度上缓解干旱。另外,我国东北地区蒸发皿蒸发量有一定的增加,加上气温显著升高,一方面可以扩大农业种植区域,提高作物产量和森林固碳及木材蓄积量;另一方面,由于水分消耗增大,可能对当地水循环和水资源分布产生一定的影响。



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