干旱-高温探戈:为什么干旱条件会导致更高的温度

2012年8月6日下午12:01
托德·桑福德
前的贡献者

2012年美国干旱系列到目前为止已经看到了巨大的影响干旱对农民和纳税人的影响能源行业干旱会怎样重塑美国农业,策略提高应变能力,最后长期气候影响为干旱。我认为写一篇文章来研究干旱-热之舞的一些基本潜在机制可能是有用的,这些机制不仅适用于我们当前的干旱,也适用于过去和未来的干旱。或者是一篇论文它指出,随着土壤湿度的降低,“炎热的日子往往比凉爽的日子更热。”

这都是关于能量流的

美国的干旱这是关于2012年美国干旱

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最简单的气候模型这只是一个方程,给出了一个物体(比如地球)必须达到的温度,才能释放出与它从一个来源(比如太阳)接收到的能量一样多的能量。这是能量流入和流出的简单平衡。当你加入温室气体、冰盖和海洋时,事情就会变得复杂起来,但这个故事永远都是平衡能量流的故事。事实上,当这种能量流动的平衡被破坏时,气候变化就出现了,许多工作都试图从大气中测量这些流动深海一直到近地轨道

以及能量的去向

整个星球的能量流动知道这些是很重要的,但对于地面条件来说,知道入射能量是如何分配的也同样重要。只有在炎热的夏天,下过阵雨后,人们才能看到或感受到这一点。输入的能量来自太阳。当它变干时,能量主要被地面吸收并加热显热是专业术语。在这种情况下,太阳的能量最终加热了地表上方的空气,使我们感觉很热。一旦地面变热,它还可以将热量以红外热的形式重新释放到空气中来散热。这些热量可以被空气中的吸热气体吸收,这些气体反过来又向各个方向重新辐射能量。红外能量的波长比阳光更长,可能更熟悉那些在黑暗中人们和宠物的“夜视镜”图像。

地表水的蒸发可以冷却热量。这种情况在干旱期间很少发生。照片:Gadgetdude

现在一场暴风雨来了,雨水浸湿了地面,到处都是水坑。你现在会注意到,即使在云层散开,太阳出来后,天气也会保持凉爽一段时间。这是因为现在太阳的能量可以不加热地面上的空气。那是通过潜热。

基本上,太阳的能量被用于加热和蒸发各种水坑和潮湿的表面。能量被蒸发带走了,否则这些能量可能会用于加热地面和地表附近的空气。这能源被释放到其他地方,因为湿气最终在大气中凝结成云。只有在地表水分蒸发之后(例如,不再有水坑和干燥的土壤),温度才开始再次攀升。

这种能量分配对干旱加剧热有重要意义。它也很重要,例如,生态系统决定他们怎么做影响它们周围的气候

但这不仅仅是暴风雨后的水坑和简单的物理现象

越来越多的科学文献在研究干旱和高温之间的联系。IPCC最新的评估报告包括部分研究了这些关系,并报告了气温较高时降水量较低,反之亦然。还有其他工作讨论了低土壤湿度(干燥条件)如何为后续的热量“启动泵”。

一个研究发现日最高温度的分布随着土壤含水量的变化而变化,分布中较热的一端比较冷的一端受到更大的影响。他们还发现,在一些地区,在土壤湿度较低的情况下,高温还会持续数周。此外,土壤湿度的降低也被发现有发挥作用在温度升高的过程中2003年欧洲致命的热浪

终于有了一个最近的研究研究发现,在包括北美在内的世界许多地区,在降水减少后,经历超过平均天数的炎热天数的发生或风险增加了60%至70%。这项研究甚至关注了德克萨斯州,该州在过去一年中一直面临严重的干旱。在那些年里,德克萨斯州的干旱年份导致了炎热天数的增加。对于住在那里的人来说,这可能并不奇怪。

因此,有一些相当简单的解释将降水(或缺乏)、表面水分、蒸发和温度联系起来。这是一个比这里展示的更详细和复杂的舞蹈,但简短的信息是,如果有干旱,很可能会有热浪潜伏在角落里。正如我们在这个系列中看到的,到目前为止,影响是巨大的。