气候变化对全球海洋蒸发量的影响
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一、未受干扰的碳循环1、大气与海洋之间:表层海水与大气圈存在活跃的交换,广阔的大洋水体中溶解了大量的CO2,浮游生物也会通过制造自身的骨骼壳体而将碳元素固定下来,一种是“溶解度泵”,这是一种物理泵,它与海洋环流密切相关,其原理是在高纬度低温海水将大气中CO2溶解并带入深海中。
另两种均为生物泵,其一是碳酸盐泵,是一些微型生物如颗石藻、有孔虫以碳酸钙(镁)为骨架或细胞壁,将大气中CO2气体转化为海水中的碳酸盐形式。
其二是生物CO2泵指浮游植物通过光合作用将CO2气体转化为海洋中有机碳形式。
2、大气与陆地之间:大气中的CO2被陆地上的植物光合固定,经过食物链的传递转化成动物体的碳化合物,植物和动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为CO2释放入大气,另一部分则构成生物的机体或在机体内贮存。
动、植物死后,残体中的碳,通过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排入大气。
3、海洋与陆地之间:而陆地上的碳主要分布在生物圈与岩石圈中,大气中的二氧化碳溶解在雨水和地下水中成为碳酸,碳酸能把石灰岩变为可溶态的重碳酸盐,并被河流输送到海洋中,此外,地层中被固定的碳形成沉积物,经过河流、风蚀和地下水等侵蚀作用,部分碳也被搬运进入海洋,存留在近海大陆架上。
海水中接纳的碳酸盐和重碳酸盐含量是饱和的。
新输入多少碳酸盐,便有等量的碳酸盐沉积下来。
通过不同的成岩过程,这些碳酸盐与动植物残体形成的碳酸盐一道又形成为石灰岩、白云石和碳质页岩。
在化学和物理作用(风化)下,这些岩石被破坏,所含的碳又以CO2的形式释放入大气中。
火山爆发也可使一部分有机碳和碳酸盐中的碳再次加入碳的循环。
海洋向陆地的碳传输过程主要是海洋深层溶解有机盐和颗粒态有机碳通过沉积作用进入陆地系统。
通过地质作用返还陆地。
4、气候变化与变异与碳循环的关系CO2,CH4这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性,而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性,能强烈吸收地面辐射中的红外线,正是此物理过程才使地球保持了目前的温度。
海气温差大对蒸发量的影响
海气温差大对蒸发量的影响:海面蒸发是海面的水变成水汽而进入大气的过程。
海水蒸发时从海洋吸收了热量,而大气则获得了海洋所损失的这部分热量。
海面蒸发不仅是海洋和大气之间进行水分交换和热交换的重要手段,而且是决定海——气界面的水分、热量和盐度的平衡的主要因素。
因此,了解海面的蒸发,有助于阐明海水的含盐量和洋流的关系,揭示海上气团变性和大气环流等现象的内在规律。
海水的蒸发,与空气中水汽的饱和程度有关。
在连接水面的空气中,只要水汽未达饱和状态,海水就不断蒸发。
由于饱和水汽压随温度的升高而迅速增大,因此,气温愈高,空气愈能容纳更多的水汽。
已经被水汽饱和了的空气,当它流经较暖的海面时,因接触海水而升温,就处于不饱和的状态,有利于海水的蒸发;相反,当暖空气流经冷水面时,遇冷而呈过饱和状态,其中一部分水汽便凝结而形成雾,不利于海水的蒸发。
从年平均的情况来看,海面的蒸发量大大超过了凝结量。
全球海洋平均海面高度区间1.引言1.1 概述概述全球海洋平均海面高度是指地球表面海洋的平均海平面与地球中心的距离。
随着气候变化影响的加剧和海洋的变化,关于全球海洋平均海面高度的研究变得日益重要。
本文将介绍全球海洋平均海面高度的定义、影响因素,并总结其区间范围。
此外,本文还将展望全球海洋平均海面高度的意义和影响。
通过深入研究全球海洋平均海面高度的变化,我们可以更好地了解地球的气候变化情况并采取相应的应对措施。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该介绍本文的整体结构和各个章节内容的主要概述。
以下是文章结构部分的简要内容:本文主要围绕全球海洋平均海面高度区间展开讨论。
文章分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述了本文的研究背景和目的。
首先,我们将对全球海洋平均海面高度区间进行概述,介绍它对全球气候和海洋环境的重要性。
然后,我们将简要介绍文章的结构,包括正文中将要讨论的主要内容和结论部分的总结和展望。
正文部分将重点讨论全球海洋平均海面高度区间的定义和影响因素。
首先,我们将详细阐述全球海洋平均海面高度区间的定义,包括其测量方法和范围。
然后,我们将探讨影响全球海洋平均海面高度的因素,如海洋循环、气候变化、海平面上升等。
结论部分将总结全球海洋平均海面高度的区间范围,并展望其对全球海洋和气候系统的意义和影响。
我们将对全球海洋平均海面高度区间的变化趋势进行讨论,并展望其可能引起的海洋生态系统变化和海岸线退缩的影响。
通过本文的内容,我们将全面了解全球海洋平均海面高度区间的定义、影响因素以及其对全球环境的重要性。
这将有助于我们更好地理解海洋系统的动态变化和未来的气候发展。
1.3 目的本文的目的是探讨全球海洋平均海面高度的区间范围并分析其相关因素。
我们希望通过对全球海洋平均海面高度的定义、影响因素以及区间范围的总结,进一步了解海洋的状态和全球变化的趋势。
首先,我们将介绍全球海洋平均海面高度区间的定义。
通过明确其定义,我们可以建立一个准确的基准来描述海洋平均海面高度的变化情况。
影响蒸发的因素1 . 影响蒸发(强度或量)的因素(4 个)①温度:温度高蒸发强②风:大风蒸发强③水域面积:面积大蒸发强④降水量:降水量是蒸发的基础(干旱地区蒸发强度大,但蒸发量少)2. 影响光照或太阳辐射的因素(4 个)①纬度:太阳辐射量(太阳高度角)低纬>高纬,但高纬地区夏季光照时间更长(如:新疆、内蒙、东北)②季节:夏季>冬季③地形:海拔高、空气稀薄、太阳辐射更强④天气情况:晴天>阴天(晴阴天多少取决于降水、降水取决于气候)影响蒸发量的具体因素在气象学上,要考虑到自然界蒸发的实际情况,所以影响蒸发速度的主要因子有四个:水源、热源、饱和差、风速与湍流扩散强度。
1.水源没有水源就不可能有蒸发,因此开旷水域、雪面、冰面或潮湿土壤、植被是蒸发产生的基本条件。
在沙漠中,几乎没有蒸发。
2.热源蒸发必须消耗热量,在蒸发过程中如果没有热量供给,蒸发面就会逐渐冷却,从而使蒸发面上的水汽压降低,于是蒸发减缓或逐渐停止。
因此蒸发速度在很大程度上决定于热量的供给。
实际上常以蒸发耗热多少直接表示某地的蒸发速度。
3.饱和差蒸发速度与饱和差成正比。
饱和差愈大,蒸发速度也愈快。
4.风速与湍流扩散大气中的水汽垂直输送和水平扩散能加快蒸发速度。
无风时,蒸发面上的水汽单靠分子扩散,水汽压减小得慢,饱和差小,因而蒸发缓慢。
有风时,湍流加强,蒸发面上的水汽随风和湍流迅速散布到广大的空间,蒸发面上水汽压减小,饱和差增大,蒸发加快。
除上述基本因子外,大陆上的蒸发还应考虑到土壤的结构、湿度、植被的特性等。
海洋上的蒸发还应考虑水中的盐分。
在影响蒸发的因子中,蒸发面的温度通常是起决定作用的因子。
由于蒸发面(陆面及水面)的温度有年、日变化,所以蒸发速度也有年、日变化。
影响植物蒸腾作用的因素蒸腾作用是植物体内水分通过植株表面向大气中散失的过程,一切影响水汽扩散的因素都会对蒸腾作用的快慢产生影响。
蒸腾作用产生的水汽量取决于植被覆盖率的高低,植被覆盖率越高,蒸腾作用产生的水汽量越大,反之则越少,如热带雨林地区,植被覆盖率高,蒸腾作用强;同一地区,不同季节植物蒸腾作用强弱不同,如,落叶阔叶林地区,夏季蒸腾作用强,而冬季树木落叶了,蒸腾作用则比较弱。
气候变化对水文水资源的影响【摘要】目前,气候变化问题已经成为世界范围内重大的环境问题之一,受到国际和各国政府的高度关注。
全球气候变化与人类的生存发展有着非常密切的联系,气候的变化逐渐改变了水文循环的过程,不仅对水资源的结构和功能都会带来一定的影响,而且给今后的水资源的开发带来巨大的挑战,深入探讨气候变化对水文水资源的影响,对与水文水资源系统有关的管理、开发、环境保护、生态平衡等诸多问题既有理论意义,同时也有重要的现实意义。
本文主要从气候变化对水文和水资源的影响进行深入分析,揭示出气候变化对水文水资源的影响,并且提出了应对气候变化的有效解决对策。
【关键词】气候变化;水文水资源;研究方法;解决对策1前言一方面,我国是一个人口众多的国家,同时近几年来经济也得到了快速发展,这使得我国工农业用水和生活用水大量增加,而且随着我国用水量的不断增加,污水的排放量也在不断增加,水污染比较严重,使我国水资源供需问题越来越突出。
另一个方面,全球工业化和经济快速发展,二氧化碳的浓度较高,造成严重的温室效应,全球气温逐渐变暖。
由此看来,气候变化给生态系统和经济的稳定发展带来一定的影响,气候变化问题已经成为重大的环境问题之一,受到国际和各国政府的高度关注。
气候变化带来诸多方面的影响,给今后的水资源的开发带来巨大的挑战,深入探讨气候变化对水文水资源的影响,对与水文水资源系统有关的管理、开发、环境保护、生态平衡等诸多问题既有理论意义,同时也有重要的现实意义,更为我国经济的可持续发展提供了科学的依据。
2气候变化对水文循环造成的直接影响气候变化对水资源影响的理论基础为水文循环,同时也是气候系统的主要组成部分。
水文循环可以受到其他方面的制约,也可以进行系统反馈。
气候的变化会直接造成水循环的变化,可以说,客观上流域的气候条件决定了流域的水循环的背景。
气候变化对水循环的影响既是多层次的又是比较复杂的过程。
一般来说,对水循环影响最直接的就是降水,而且也作为水循环的开始。
温室效应及其对生态环境的影响张潞(天津市环境保护技术开发中心,天津30 0 1 91 )摘要温室效应是目前全球性的环境问题。
本文讨论了温室气体的来源,对其未来变化趋势进行了预测,分析了温室效应对全球气候及生态环境的影响关键词温室效应全球变暖生态环境温室效应具有影响范围广,制约因素复杂,后果严重等显著的特点,全球气候变化是温室效应直接造成的后果。
因此,温室效应是人类面临的重大环境问题,已引起各国政府及科学家的高度重视,成为科学家和环境工作者关注、研究的焦点。
本文讨论了二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和氟氯烷烃等温室气体的来源及其在大气中浓度的变化趋势,对未来气候变暖及海平面上升的趋势进行了预测,从不同侧面分析了气候变化对生态环境的影响,力求为有关管理和决策部门解决环境问题提供科学依据。
1温室气体的来源及变化趋势大气中的二氧化碳(CO2 )、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2 O)和氟氯烷烃(CFCs)等可以使太阳辐射的短波几乎无衰减地通过,但对地球的长波辐射的波段却有很强的吸收能力,这些气体为温室气体。
各种温室气体在大气中的浓度及浓度变化趋势不同,寿命期也不同。
表1列出了不同年代温室气体浓度、变化速率和他们在大气中的寿命期。
下面对不同温室气体进行分别讨论,说明它们的来源及变化趋势。
1 . 1二氧化碳海洋是大气中CO2 的最重要来源,地幔是大气中CO2 的另一个来源。
除自然界的来源外,人类活动排放的CO2 是大气中CO2 增加的直接原因。
CO2 增加的另一个原因是地球陆地植物系统的破坏,近几十年以来,森林的砍伐和破坏日益严重,导致大气中CO2 浓度增加。
自工业革命以来,由于化石燃料燃烧,大气中的CO2 浓度上升了约70 cm3 / m3。
到本世纪末和下世纪中叶,世界能源消耗的总格局不会出现根本性的变化,人类将继续以化石燃料作为主要能源[1 ]。
同时随着经济和社会的发展,能源的需求量还将大大增长,CO2 浓度会继续增长,达到工业革命以前水平的1 0倍左右。
第三节海—气相互作用及其影响一、海—气相互作用1.海—气间的物质交换(1)水分交换:蒸发和降水是海—气间水分交换的重要方式。
蒸发使海水浓缩,降水使海水稀释。
海—气间的水分交换会影响海水的温度和盐度,进而影响海水的密度。
(2)气体交换:海水不仅可以吸收二氧化碳,还可以通过海洋中藻类植物的光合作用消耗二氧化碳,所以海洋可减缓大气中二氧化碳增加的速率。
(3)固体物质的交换:陆源物质、火山物质等通过大气进入海洋,这些物质是海洋沉积物的重要来源;同时,海洋中的固体物质也会进入大气。
2.海—气间的能量交换(1)海洋主要通过向大气输送热量来影响大气运动,海洋是大气的主要热源。
(2)大气主要以风的形式向海洋输送动能。
判断1.蒸发使海洋每年失去巨额热量。
( √ )2.海洋表面反射率高,所以吸收了大部分太阳辐射。
( × )3.暖流流经地区向大气输送的热量多。
( √ )4.2019年第9号台风“利奇马”活动属于海—气相互作用。
( √ )二、海—气相互作用对全球水热平衡的影响1.对水量平衡的影响海—气相互作用参与的水循环,有助于全球的水量平衡。
全球的水量平衡是水循环的结果,而水循环必须通过大气环流来实现。
2.对热量平衡的影响一般来讲,低纬地区所获得太阳辐射较多,收入大于支出,热量盈余;高纬地区所获得太阳辐射较少,收入小于支出,热量亏损。
实际上全球热量是平衡的,这种平衡的实现正是大气环流和大洋环流将热量从低纬地区源源不断输送到高纬地区的结果。
判断1.在热带的赤道辐合带内降水量大于蒸发量。
( √ )2.海洋是大气中水汽的主要来源。
( √ )3.温带是海洋与大气相互作用最活跃的地区。
( × )4.高低纬度间的热量输送主要是通过大气运动和洋流共同实现的。
( √ )三、厄尔尼诺、拉尼娜现象及其影响1.厄尔尼诺现象及其影响(1)概念:赤道中、东部太平洋海域发生的大范围、持续性表层海水温度异常偏高的现象。
(2)成因:信风明显减弱,从太平洋东侧输送到西侧的暖水明显减少,北上补充的秘鲁寒流同时减少,导致赤道中、东部太平洋海域表层海水温度较正常年份偏高。
湘教版地理必修第一册知识点梳理总结第四章 地球上的水一、基本知识点(整理内容全部都很重要,带“▲”的为必背内容):1.海洋水是地球水体的主体部分,淡水的主体是冰川;水循环的动力主要是太阳辐射能。
2.▲水循环的环节和类型:(1)影响蒸发的因素:①光照:光照越强,蒸发量越大;①气温:气温越高,蒸发量越大;①风速:风速越大,蒸发量越大;①湿度:湿度越大,蒸发量越小;①水域面积:水域面积越大,蒸发量越大。
(2)影响下渗的因素:①地面性质(硬化或者沙质);①坡度:坡度越小,下渗量越多;①植被覆盖率越大,下渗作用越强;①降水强度小,降雨持续时间长,下渗量多。
(3)影响地表径流的因素:①地表状况(硬化与沙质);①地形地势,影响径流落差;①降雨强度,影响径流量;①人类活动(城市化、乱砍滥伐)3.▲海陆间循环最重要的类型,又称大循环,使陆地水得到补充,水资源得以再生。
4.▲水循环各环节最容易受人类活动影响的环节是:地表径流。
5.▲跨流域调水可缓解水资源空间分布不均,修建水库可缓解水资源的时间分布不均。
6.人类活动对水循环的影响:7.洪涝灾害分为洪水灾害和雨涝灾害。
8.▲洪涝灾害的防治:①利用气象卫星对强降雨天气、水情进行监测,能够有效防御洪涝灾害;②提高强降雨天气预报的准确率,可以减轻洪涝灾害的损失;③防御洪涝灾害,需要工程措施与非工程措施相结合。
工程措施有修筑堤坝,整治河道,修建水库和分洪区(或滞洪区、蓄洪区),完善排涝设施等;非工程措施有加强洪泛区的建设管制、建立洪水预警机制、落实居民撤离应急预案、推行防洪保险等。
9.▲城市内涝的原因及解决措施:(1)原因:造成内涝的客观原因是降雨强度大,范围集中。
降雨特别急的地方可能形成积水,降雨强度比较大、时间比较长也有可能形成积水。
但是,城市内涝主要是城市地表硬化造成下渗速度减慢,排水不畅,发生内涝。
(2)措施:①增加城市绿地、湿地面积;②利用透水材料、渗水砖;③城市规划时合理布局城市排水系统。
世界年蒸发量的分布规律世界年蒸发量的分布规律是指地球表面各个地区年均蒸发量的空间分布特征。
蒸发是指液体在温度升高或者水平面降低的情况下转变为气态的过程。
蒸发过程是水循环中的重要组成部分,对气候变化、水资源管理和生态系统运行等具有重要影响。
以下将从地理位置、气候条件和地形特征等方面论述全球蒸发量的分布规律。
首先,地球的地理位置对蒸发量的分布起着重要作用。
由于地球是一个倾斜轴,赤道和两极之间存在着温度差异。
在赤道地区,阳光直射,温度高,蒸发量相对较大。
随着赤道向两极方向移动,由于温度逐渐降低,蒸发量也相应减少。
此外,地球上大部分的陆地都分布在北半球,而北半球拥有更多的大陆性气候,蒸发量相对较大。
因此,全球蒸发量在赤道和北半球地区较高。
其次,气候条件是影响全球蒸发量分布的重要因素。
气候因素包括温度、湿度、风速和降水等。
温度是影响蒸发量最主要的因素之一。
温度越高,水蒸气分子的能量也越大,有利于蒸发过程的进行。
因此,全球温暖地区通常蒸发量较大。
湿度是指空气中所含水蒸气的含量,湿度越低,空气对水的吸湿能力也越大,从而促进蒸发。
由于地球上不同地区的湿度差异较大,导致蒸发量的分布也不均匀。
风速直接影响蒸发过程中湿气的扩散速度,风速越大,湿空气越容易被带走,蒸发量相对减小。
最后,降水量也与蒸发量紧密相关。
降水通常是通过蒸发和凝结的环路产生的,降水量越大,蒸发量也相应较高。
此外,地形特征对世界年蒸发量的分布产生一定的影响。
地球上的地形起伏使得不同地区的海拔高度不同,而海拔高度对气温和气压等气候因素具有重要影响。
海拔较高的地区通常气温较低,大气压力较低,蒸发量相对较小。
相反,海拔较低的地区气温较高,大气压力较高,蒸发量相对较大。
此外,地球上的水体分布也会对蒸发量产生影响。
海洋蒸发量较大,而内陆湖泊和河流的蒸发量相对较小。
全球年蒸发量的分布规律受到地球的地理位置、气候条件和地形特征等多种因素的影响。
赤道地区、温暖地区和湿润地区的蒸发量较高,而两极地区、地势较高的地区和干旱地区的蒸发量较低。
气候变暖如何影响地球的水循环随着全球气候的不断变化,气候变暖已成为一个全球性的热点问题。
气候变暖对地球的水循环产生了深远的影响,进一步加剧了全球水资源的紧缺和自然灾害的频发。
本文将探讨气候变暖对地球水循环的影响,以及可能的后果和应对措施。
一、蒸发量增加气候变暖导致地球表面温度升高,这将使得大气中的水蒸气含量增加。
由于地球表面水的蒸发量与温度密切相关,蒸发量的增加将导致大气中水汽的增加,进而增加了降水的过程。
这将对地球的水循环产生重要的影响。
二、降水模式改变随着气候变暖,全球的降水模式也发生了变化。
一些地区可能会经历更频繁的降雨,而一些地区则可能经历更长时间的干旱。
这种变化将极大地影响地球各地的水资源分布和利用,给农业、生态系统以及人类居住地带带来巨大挑战。
三、冰川消融加速气候变暖使得地球极区和高山地带的冰川消融加速。
冰川是地球淡水储量的重要组成部分,其融化将释放大量的淡水,进而影响全球水循环的平衡。
冰川消融不仅会导致海平面上升,还会改变陆地水资源的分布,特别是那些依赖于冰川融水的地区。
四、海洋环流变化气候变暖还将对海洋环流产生重要的影响。
海洋是地球上最大的水库,其环流系统对全球水循环起着至关重要的作用。
然而,气候变暖可能导致海洋环流发生变化,进而影响全球大气环流的分布。
这一变化将进一步影响到地球的水循环过程。
五、生态系统脆弱性增加气候变暖对生态系统的影响也将对地球水循环产生间接的影响。
由于气候变暖导致的干旱、洪涝等自然灾害的增加,一些生态系统可能受到破坏。
这将导致植被减少、土壤侵蚀、水源污染等问题,进而影响地球的水循环过程。
针对以上影响,我们必须采取有效的应对措施,以保护地球水循环的平衡。
首先,减少温室气体排放是关键。
通过降低人类活动导致的气候变暖程度,可以减缓地球水循环的变化。
其次,加强水资源管理和保护,确保地球各地的水资源合理利用和避免过度开采。
此外,开展相关科研,加深对气候变化和水循环相互作用的认识,为制定更好的应对策略提供科学依据。
全球变暖使自然灾害频发全球变暖使自然灾害频发全球气候变暖是一种“自然现象”。
由于人们在生产生活中焚烧化石矿物以生成能量时产生的二氧化碳、甲烷等多种温室气体,由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性,而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性,能强烈吸收地面辐射中的红外线,也就是常说的“温室效应”,导致全球气候变暖。
全球变暖的后果,会使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等,既危害自然生态系统的平衡,更威胁人类的食物供应和居住环境。
目前大家重点关注的全球气候变暖所导致的影响主要有:【6】冰川融化,海平面上升:由于海洋温度增加,南极和格陵兰的大陆冰川会加速融化,导致海平面上升,会淹没沿海低海拔地区,例如大洋洲岛国图瓦鲁已被水淹没。
全世界有3/4的人口居住在离海岸线不足500公里的地方,陆地面积缩小会极大地影响人类居住环境,甚至可能导致战争。
河、海堤的建立,可降低海平面上升的影响,保护地势低的地区。
还有研究报告曾指出:“喜玛拉雅地区冰川后退的速度比世界其它任何都要快。
如果目前的融化速度继续下去,这些冰川在2035年之前消失的可能性非常之大”。
【7】国际冰雪委员会负责人塞义德?哈斯内恩说:“即使冰川融水在60至100年的时间里干涸,这一生态灾难的影响范围之广也将是令人震惊的。
”一千年内北半球温度变化趋势(1000年-1950年每50年一刻度,1950-2000每10年一刻度)1. 洋流受到影响:气候变暖并不是平均的,会改变在阶段全球海洋的冷人分布,同时海水的增加也会改变海盐的浓度分布,因此改变洋流。
2. 极端灾难天气频发:曾有研究说:“随着温度的上升,预计有些地区的水灾、旱灾、火灾及热浪冲击的发生率也会上升。
”【8】由于海洋温度增加,水蒸发加快,大量水气被输送进入大气,会导致局部地区短时间内降雨量突然升高,这样暴雨天气就会导致水灾、山体滑坡、泥石流等更加频繁的发生,位于河流沿岸的城市和位于河流下游的广大地区因此受到洪水的威胁,水灾面积因为短时的强降水而迅速扩大,水土流失问题也比过去更加严峻。
全球海面蒸发分布特征
海面蒸发是地球水循环中重要的过程之一,它对全球气候和水资源分布具有重要影响。
全球海面蒸发的分布特征与地理位置、气候条件以及海洋环流有关。
本文将从这几个方面来探讨全球海面蒸发的分布特征。
一、地理位置
全球海面蒸发的分布受到地理位置的影响。
根据地球的纬度和经度分布,海面蒸发呈现出明显的区域差异。
在赤道附近,由于高温和强烈的日照,蒸发量较大。
而在极地地区,由于低温和日照弱,蒸发量较小。
在中纬度地区,蒸发量受季节变化的影响,夏季蒸发量大于冬季。
二、气候条件
气候条件是影响海面蒸发分布的重要因素。
在干旱地区,由于缺乏降水和高温,海面蒸发量普遍较大。
而在湿润地区,由于降水充沛和相对湿度较高,蒸发量相对较小。
此外,风速、湿度、气温等气候要素的变化也会对海面蒸发产生影响。
三、海洋环流
海洋环流对海面蒸发分布也具有重要影响。
热带海洋表面温暖,蒸
发量大。
而极地海洋表面温度低,蒸发量小。
此外,海洋表面的洋流和海洋涡旋也会对海面蒸发产生影响。
洋流的运动会带走蒸发的水汽,导致某些地区的蒸发量相对较小,而涡旋的形成则会增加海面蒸发量。
全球海面蒸发分布特征受到地理位置、气候条件以及海洋环流的综合影响。
赤道附近和干旱地区的海面蒸发量较大,而极地地区和湿润地区的海面蒸发量较小。
海洋表面温度、洋流和涡旋等因素也会对海面蒸发产生影响。
了解全球海面蒸发的分布特征,有助于我们更好地理解水循环过程和气候变化,对水资源的合理利用和气候调控具有重要意义。
海洋蒸发量计算公式海洋蒸发量是指海洋表面每年蒸发的水量。
它是地球水循环中的重要环节,对气候和环境有着重要的影响。
海洋蒸发量的计算是气象学和海洋学中的重要课题,它不仅可以帮助我们了解海洋与大气之间的相互作用,还可以为海洋资源开发和环境保护提供重要的参考数据。
海洋蒸发量的计算公式是一个复杂的数学模型,它涉及到海洋表面温度、风速、湿度等多个因素。
其中,最常用的海洋蒸发量计算公式是Penman-Monteith公式,它是由澳大利亚气象学家Penman和Monteith在20世纪50年代提出的,被广泛应用于气象学和农业领域。
Penman-Monteith公式的计算公式如下:E = 0.408Δ(Rn-G) + γ(900/(T+273))u2(es-ea)/(T+273)。
其中,E表示蒸发量,单位为mm/day;Δ表示斜率饱和蒸汽压曲线,单位为kPa/℃;Rn表示净辐射,单位为MJ/m2/day;G表示土壤热通量,单位为MJ/m2/day;γ表示比热通量,单位为kPa/℃;T表示气温,单位为℃;u2表示风速,单位为m/s;es表示饱和蒸汽压,单位为kPa;ea表示实际蒸汽压,单位为kPa。
Penman-Monteith公式综合考虑了大气、海洋和陆地的多个因素,因此在实际应用中具有较高的精度和可靠性。
通过该公式可以计算出不同地区、不同季节的海洋蒸发量,为气象预测、水资源管理和农业生产提供重要的参考依据。
海洋蒸发量的计算需要大量的观测数据和气象资料,因此在实际应用中存在一定的难度。
为了提高计算精度,科研人员通常会利用卫星遥感技术获取海洋表面温度、风速和湿度等数据,结合地面气象站的观测资料,进行综合分析和计算。
除了Penman-Monteith公式,还有一些其他的海洋蒸发量计算方法,如Thornthwaite公式、Priestley-Taylor公式等。
这些方法各有特点,适用于不同的气候和地理环境。
科研人员在实际应用中会根据具体情况选择合适的计算方法,以提高计算精度和可靠性。
海洋气候变化对水文循环的影响海洋覆盖了地球表面的约 70%,对全球气候和水文循环起着至关重要的作用。
随着全球气候变化的加剧,海洋气候也在发生显著的变化,这些变化对水文循环产生了深远的影响。
首先,海洋温度的升高是海洋气候变化的一个重要方面。
由于大气中温室气体浓度的增加,太阳辐射能更多地被海洋吸收,导致海洋表层和深层的温度都有所上升。
这一变化直接影响了海水的蒸发过程。
温度越高,海水蒸发量越大,从而增加了大气中的水汽含量。
大量增加的水汽通过大气环流被输送到陆地上空,在一定条件下形成降水。
这意味着一些地区可能会迎来更多的降雨,而另一些地区则可能因为大气环流的改变而变得更加干燥。
海洋的盐度分布也会因气候变化而改变。
在一些地区,降水增加导致海水盐度降低;而在另一些蒸发强烈的地区,盐度则会升高。
盐度的差异会影响海水的密度,进而影响海洋的环流模式。
例如,北大西洋的温盐环流,也被称为“大西洋经向翻转环流”,就对全球气候和水文循环有着重要影响。
如果海洋盐度分布发生显著变化,可能会削弱甚至改变这种环流,从而影响热量和水汽的输送,进而改变全球的降水分布格局。
海洋表面的风速和风向的变化同样会对水文循环产生影响。
更强的海风可以增强海水的蒸发,增加大气中的水汽含量。
同时,风的变化还会影响海浪的形成和传播。
海浪能够促进海水的混合和热量交换,影响海洋表层温度和蒸发量。
此外,风向的改变会影响水汽的输送路径,导致不同地区的降水模式发生变化。
海洋气候变化还会导致海平面上升。
这主要是由于海水热膨胀以及冰川和冰架的融化。
海平面上升不仅会淹没沿海低地,还会影响沿海地区的地下水位和河流入海口的水流情况。
沿海地区的地下淡水可能会受到海水入侵的影响,变得咸化,从而影响当地的水资源供应。
河流入海口的水流受到海平面上升的顶托,可能会导致洪水泛滥,改变河流的流量和洪水频率。
在全球范围内,海洋气候变化对不同地区的水文循环影响程度各异。
在热带地区,海洋温度升高可能导致台风和飓风等极端天气事件更加频繁和强烈。
海洋气候变化对水资源的影响在我们生活的这个蓝色星球上,海洋占据了绝大部分的面积,而海洋气候的变化正逐渐对我们的水资源产生着深远的影响。
这一变化并非孤立存在,而是与全球气候系统紧密相连,其带来的后果关系到人类的生存与发展。
首先,我们要明白什么是海洋气候变化。
简单来说,它包括海洋温度的上升、海平面的升高、海洋酸化以及海洋环流模式的改变等。
这些变化看似遥远,但实际上与我们日常生活中所依赖的水资源息息相关。
海洋温度的升高是海洋气候变化的一个显著特征。
随着海洋吸收了大量来自大气中的热量,其温度逐渐上升。
这一变化带来的直接影响之一就是海水的蒸发量增加。
蒸发是地球上水循环的重要环节,更多的海水蒸发意味着大气中水汽含量的增多。
在一定的条件下,这些水汽会凝结形成降水。
然而,这种降水的分布并不均匀,可能导致某些地区暴雨成灾,而另一些地区则干旱加剧。
例如,一些原本气候湿润的地区可能会因为过多的降水而引发洪涝灾害,给当地的水资源管理和基础设施带来巨大压力;而在一些干旱地区,降水的增加可能并不足以缓解长期的缺水状况,反而可能因为降水的不稳定性而使水资源的规划和利用变得更加困难。
海平面的上升是海洋气候变化带来的另一个严峻问题。
当冰川和冰架融化,以及海水受热膨胀时,海平面会不断上升。
这不仅威胁着沿海地区的居民生活和经济发展,还对淡水资源产生了间接影响。
沿海地区往往是人口密集和经济发达的区域,海平面的上升会导致海水入侵地下淡水层,使得原本宝贵的地下淡水资源受到污染和破坏。
一些沿海的水井和淡水资源可能因此变得不再适合饮用和灌溉,这对于依赖这些水资源的地区来说无疑是一场灾难。
海洋酸化也是海洋气候变化中不可忽视的一部分。
随着大气中二氧化碳的增加,更多的二氧化碳溶解到海水中,导致海洋的酸度升高。
这对于海洋生态系统中的许多生物,如珊瑚、贝类等产生了负面影响。
这些生物在海洋生态系统中扮演着重要的角色,它们的生存受到威胁,将破坏整个海洋生态的平衡。
90海缸蒸发量90海缸蒸发量是指海洋中水分向大气中蒸发的总量,这个数字对于海洋研究和气候变化的理解非常重要。
本文将围绕90海缸蒸发量展开详细的阐述,探讨其对海洋生态系统和全球气候的影响。
首先,我们需要了解90海缸蒸发量的计算方法。
这个数字是通过对大量海洋观测数据进行分析得出的。
科学家会测量海面温度、湿度、风速等参数,并结合气候模型进行计算。
通过这种方式,他们能够准确地估计出海洋蒸发量的变化趋势。
90海缸蒸发量对于海洋生态系统有着重要的影响。
海洋是地球上最大的水库,其中的水分供应了许多生物的生存所需。
蒸发是海水循环的重要环节之一,它将水分从海洋中带到大气中,形成云和降水。
这些降水会补充陆地上的水资源,维持地球上的生态平衡。
因此,90海缸蒸发量对于陆地上的生物和人类社会的发展都至关重要。
此外,90海缸蒸发量还会对全球气候产生影响。
蒸发过程会带走大量的热量,从而降低海洋表面的温度。
这种降温效应可以减缓气候变暖的速度,起到一定的调节作用。
此外,蒸发还会产生大量的水蒸气,这是一种温室气体。
水蒸气具有很强的吸热能力,能够增加大气中的温度。
因此,90海缸蒸发量的变化会直接影响到全球气候的变化趋势。
随着全球变暖的加剧,90海缸蒸发量可能会发生变化。
气候变化导致海洋温度上升,这会增加蒸发速率。
另外,气候变化还会改变风速和湿度等因素,进一步影响蒸发量的变化。
科学家通过观测和模拟研究,发现90海缸蒸发量正呈现出明显的增加趋势。
这意味着海洋中的水分正在以更快的速度蒸发到大气中,这对于全球气候的变化有着重要的影响。
然而,90海缸蒸发量的增加也会带来一系列问题。
首先,蒸发过程会导致海水的盐度增加。
海水中的矿物质和盐类会随着水分的蒸发而逐渐浓缩,最终形成盐分。
这对于海洋生态系统中的一些生物来说是个巨大的挑战,因为它们无法适应高盐度环境。
其次,蒸发过程还会导致海洋水位的上升。
由于大量的水分蒸发到大气中,海洋中的水量减少,造成海平面上升,这对低洼地区和沿海城市来说是一个巨大的威胁。
全球平均海洋蒸发量全球平均海洋蒸发量指的是全球海洋表面每年蒸发的平均水量。
海洋是地球表面覆盖最广的水体,它的蒸发量对地球水循环和气候变化都具有重要影响。
海洋蒸发量的计算方法是通过测量海洋表面的温度、湿度、风速等参数来估算。
研究表明,海洋蒸发量受到多种因素的影响,包括太阳辐射、风速、气温和海洋表面盐度等。
其中最重要的影响因素是太阳辐射和风速。
太阳辐射是驱动海洋水体蒸发的主要能量源。
阳光中的紫外线和可见光都可以加热海洋表面并使水分子变为气态,从而实现蒸发。
因此,太阳辐射量的变化会对海洋蒸发量造成直接影响。
地球上不同地区的太阳辐射量有所差异,从而导致了全球海洋蒸发量的空间分布不均匀。
风速对海洋蒸发量也有显著影响。
风能能够加速海洋表面水分子的扩散和混合,从而增加蒸发速率。
强大的风速能够将水分子吹走,使得水体表面更容易蒸发。
因此,海洋蒸发量通常与风速呈正相关关系。
气温是影响海洋蒸发量的另一个重要因素。
通常情况下,气温越高,海洋蒸发量就越大。
这是因为较高的气温会增加水分子的能量,使其更容易脱离水体表面而变成水蒸气。
因此,热带地区通常具有较高的海洋蒸发量。
海洋表面盐度也会对蒸发量产生一定影响。
较高的盐度会使水分子的蒸发速率减慢,因为盐分会增加水的表面张力。
这意味着相同条件下,盐度较高的海洋表面蒸发速率较低。
根据国际气候研究组织(WMO)的数据,全球平均海洋蒸发量约为43,000立方公里每年。
这个数字相对较大,说明海洋蒸发在地球水循环中占有重要角色。
海洋蒸发量的空间分布不均匀。
热带地区通常具有较高的蒸发量,而极地地区蒸发量相对较低。
这是由于热带地区的气温较高,太阳辐射量较大,风速也相对较高。
相比之下,极地地区的温度较低,太阳辐射较弱,蒸发量较小。
海洋蒸发量的季节变化也很明显。
通常情况下,夏季蒸发量较大,冬季蒸发量较小。
这是因为夏季阳光强度较大,气温较高,风速也比较大,促使海洋蒸发量增加。
而冬季阳光较弱,气温较低,蒸发量相对较小。
气候变化对全球海洋蒸发量的影响本文根据1958~2011年OAFlux海洋蒸发量资料,分析了全球海洋蒸发量的时空特征,全球海洋蒸发量在空间上呈现显著的经向分布特征,蒸发高值区主要集中在副热带海域各海域洋流主要路径。
而且全球海洋蒸发量在1978年左右发生了明显的转折,80年代之前体现出明显的线性减少趋势,除西太平洋、中印度洋有显著的线性增加趋势外,其他地区主要存在线性减少趋势;而80年代以后则体现出逐年递增的变化特征,尤其是西北、中西、西南太平洋海域以及北印度洋存在着显著的气候增长趋势。
本文还分析了蒸发量与海温、海面风速的联系,从而进一步总结了海洋蒸发量趋势变化的主要原因:80年代以前全球大部分地区蒸发量随时间减小,而西太平洋和45°以南的南大洋蒸发量随时间的增大主要是海温的贡献,海温在这一时段随时间明显升高。
而在80年代以后,整个太平洋和大西洋蒸发量随时间增大的空间范围更广,受海温增大和风速增强的共同作用::赤道太平洋地区海温升高,Hadley环流增强,对流层低层东风增强。
而在45°以南南大洋蒸发量随时间减少则主要是海温随时间降低。
在分析海温与Nino3.4指数的关系时,我们发现Nino3.4指数越大,中东太平洋海温越高,导致该地区蒸发量变强;同时,Nino3.4指数越大,导致赤道东西太平洋温差越大,赤道西太平洋风速增强,导致赤道西太平洋蒸发量也增强。
第一章引言近百年来,地球气候正经历一场显著的增暖变化【1】,受到国内外许多学者的关注【2】。
研究表明,20 世纪70 年代末全球气候态发生了1 次突变,从而导致80 年代开始全球气温出现明显上升趋势,特别是90 年代急剧增暖。
海气相互作用越来越成为气候变化背景下的研究热点课题,海气界面和能量的传输是海气相互作用影响气候的重要机制,其中热带海洋是能量的集中区域,也是水汽的主要来源地。
蒸发是水循环和状态变化过程中的关键环节。
因此,在全球变暖背景下,大尺度海水蒸发成了学者广泛着重关注的话题【3】。
研究全球变暖背景下海水蒸发的变化,并揭示蒸发变化的原因,能够使我们深入了解全球气候变化对海水蒸发的改变机制。
全球海洋和大气温度一直有上升的趋势,尤其是过去从80年代到90年代的20年间更加显著【4】。
根据Clausius-Clapeyron方程可知,全球变暖的最直接的影响是使得大气的水分保持能力应该上升,从而温暖的大气拥有更多的水分,温暖的海洋更容易蒸发,导致海表盐度升高。
Boyer等【5】对海表盐度观测资料进行研究,研究表明:热带和副热带大西洋的大部分海域0~500m深度上盐度升高,这些浅层海水盐度的升高很大程度上是由于海水蒸发变强。
Curry等【6】指出,1950-1990年大西洋副热带盐度的升高10%是由于蒸发作用。
可见,在全球变暖条件下,海表盐度也发生了很大的改变,进一步会引发海洋大尺度环流的改变【7】。
而我们知道,大尺度海洋环流在气候系统中扮演着重要角色,它通过向北输送温暖的热带、副热带表层水和向南输送冷的北大西洋深层水,能够将巨大的热量自热带输送到高纬【8】。
因此,海水蒸发量会对海洋的热量输送起着间接作用。
海水蒸发不光对海洋环流有重要影响,对大气环流也有不可忽视的作用。
大尺度海水蒸发能够将水汽从海洋传送给大气,影响大气降水和热量输送【9】,对全球气候起着不可忽视的作用。
本文分别讨论了全球海洋蒸发量、海温、海表风速的时空和气候趋势变化,通过他们的对应关系初步总结了一般规律。
并进一步研究了气候变化背景下ENSO 对全球海洋蒸发量的影响。
首先描述了全球海洋蒸发量的空间、年际变化和各海区的蒸发量统计图,研究了海洋蒸发量的时空变化,同时又以1977(1978)年为分界点,探讨了1958~1977、1978~2011年两个时间段的海洋蒸发量、海温、风速气候趋势系数和气候倾向率。
最后,再利用全球海洋蒸发量、SST与1958~2011年逐月Nino3.4指数进行线性回归,研究ENSO 变化全球海洋蒸发量的影响。
第二章 资料与处理方法2.1 资料本文主要使用了美国Woods Hole 海洋研究所提供的客观分析海气通量的全球海洋蒸发量(ocean evaporation )月平均数据以及全球逐月平均风速和海表温度的NCEP 再分析资料。
以上资料时段均为1958年1月至2011年12月。
海洋蒸发量可以用以下的公式表示:Udq c q q U c n Evaporatio e a s e =-=)(, (1)其中s q 是海表面某一海温下的比湿,a q 是近海面空气的比湿,dq 是s q 和a q 的差,U 是海表面的风速大小,e c 是与大气稳定度、海洋-大气温差以及海表风速有关的湍流交换系数。
从公示可以看到海洋蒸发量是由dq 、U 和e c 三者综合作用的结果,而dq 、e c 又是和SST 紧密联系在一起的,所以我们可以通过研究SST 和U 的分布和趋势变化,来研究海洋蒸发量的变化和分布。
2.1 数据处理方法气候趋势系数rxt 能够反映气候变化过程中某气象要素的升降具体程度。
它定义为n 个时刻(年)的要素序列与自然数列1,2,…,n 的相关系数【10】()()()()∑∑∑===----=n i n i i n i i xt t i x x t i x x r 11221, (2) 其中n 为年数,xi 是第i 年要素值,x 为其样均值,2/)1(+=n t 。
显然,rx 为正负时表示该要素在所计算的n 年内有线性增(降)的趋势。
气象要素的趋势变化一般用一次线性方程表示,即:)(,3,2,110年n t t a a x t Λ=+=∧ (3)1a dt x d t =∧, (4)1a ·10称为气候倾向率【11】,单位为某要素单位/10a 。
第三章 全球海洋蒸发量时空分布特征3.1 空间分布特征图1 1958-2011年全球海洋蒸发量的平均分布场图1显示的是1958-2011年54年全球海洋平均蒸发量的分布图,由图可总结以下重要特征:一是在无冰海洋上, 供水是充足的,此时影响海洋蒸发量的气象因素主要是饱和水汽压差、空气饱和差、风速、温度和相对湿度等【12,13】,因此各海区蒸发量存在着明显的差异;二是全球海洋蒸发量存在明显的经向分布,中低纬海域蒸发量要明显高于高纬海域,且蒸发量高值区位于副热带海域,蒸发量一般都超过170cm/yr ;蒸发量低值区大多处于南北极等高纬地区,蒸发量一般都低于30cm/yr 。
从而说明了低纬高,两级低的能量分布对海洋蒸发量有显著的作用;三是太平洋和大西洋的西边界流路径上,海洋蒸发量出现异常区域(220cm/yr 以上)。
从而造成了全球海洋平均蒸发量的几个异常区域:美国以东海域的墨西哥湾流、亚洲东部沿海的黑潮、澳大利亚以东海域的东澳大利亚暖流、巴西以东海域的巴西暖流以及非洲东南角的阿古拉斯海流,L Yu【14】的结果一致。
3.2 时间变化特征图2 全球海洋蒸发量的年代际变化图2为全球海洋年平均蒸发量的年际趋势图。
在20世纪80年代之前全球蒸发量逐渐减小,1977年蒸发量最小,为104cm/yr;随后全球海洋平均蒸发量逐渐呈波动上升趋势,到1999年达到最大值,为116cm/yr,之后蒸发量又开始减小。
我们可以看到,蒸发量在20世纪70年代发生了一次突变,这和20 世纪70 年代末全球气候态发生突变有很大的关系。
第四章气候变化对海洋蒸发量的响应机理分析4.1气候变化背景下海洋蒸发量变化的空间特征以上分析表明,全球海洋蒸发量在20世纪80年代发生突变,因此,本文将对1958-1977年和1978-2011年的蒸发量分别进行分析。
图3 全球海洋蒸发量的气候趋势图阴影为气候倾向率,斜线代表通过显著性检验的气候趋势系数a图为1959~1977年,b图为1978~2011年由图3可见,全球海洋蒸发量在两个时间段表现出几乎相反的特征。
图3a显示,1958-1977年大部分海域蒸发量随着时间的增长而减小,能很好的解释图2的结果。
然而,在西太平洋、50°S以南的海洋及各大陆沿岸,蒸发量随着时间的增长反而增加,气候倾向率极值可达15cm/10yr2。
图3b显示,1978-2011年大部分海域蒸发量随着时间的增长而增大,气候倾向率大多在3cm/10yr2以上。
但在东太平洋及50°以南的海洋变化趋势却与之相反,均为-5cm/10yr2左右。
从图3也可以看出,尽管大部分地区蒸发量在气候突变的前后两个时间段随时间变化趋势不同,有的区域蒸发量随时间变化的趋势是一定的。
如西太平洋、北美东岸大西洋、南美西海岸太平洋、及澳洲沿岸的蒸发量随时间的推移一直是增加的,北美西侧东太平洋和低纬度北大西洋蒸发量随时间的推移一直是减小的。
由此看到气候变化对全球海洋蒸发量的分布有着重要的影响。
4.2气候变化背景下海洋蒸发量的变化机制海洋蒸发量是通过海温和风速决定的,所以分析全球海洋蒸发量气候趋势的变化机制需要分析气候变化背景下海温和风速的变化。
图4 全球海表温度气候趋势图阴影为气候倾向率,斜线代表通过显著性检验的气候趋势系数a图为1959~1977年,b图为1978~2011年图4表明,全球海表温度在气候突变的前后两个时间段表现出明显不同的空间分布特征。
总的来说,80年代以前,全球大部分地区海表温度的气候倾向率均为负值,如太平洋大部分地区和整个北大西洋,尤其是北美西侧太平洋海表温度的气候倾向率负值最大,在-1℃/10yr。
整个南大西洋、印度洋和南大洋海表温度的气候倾向率为正值,即随着时间的推移,其海温在升高。
80年代以后全球大部分海表温度的气候倾向率均为正值,如整个大西洋、中西太平洋及印度洋,气候倾向率平均在0.3℃/10yr左右。
而东太平洋和南大洋的气候倾向率为负值,平均在-0.2℃/10yr左右。
结合图a和图b,我们可以发现,大部分海域的还表温度在全球气候突变的背景下也发生了突变,最明显的区域体现在北大西洋、南大洋和中印度洋。
北大西洋和中印度洋在80年代以前随着时间的推移海温是降低的,而在80年代以后海温升高。
南大洋的变化与之相反,即在80年代以前海温随时间的推移升高而在80年代以后,海温随时间的推移降低。
而在其他海域,海温在这两个时间段的变化趋势较为一致。
如在东太平洋,海表温度随时间的推移而降温,太平洋西部和南部、整个南大西洋和印度洋的大部分地区海温随时间的推移而增温。
图5 全球海表风速的气候趋势图a图为1959~1977年,b图为1978~2011年我们知道,海温的变化可以引起大气环流的改变,从而导致全球风场发生相应的变化。
图5展示了全球10米风速在两个时段的气候趋势。
两个时段中,风速的气候倾向率在北大西洋、南大洋和中印度洋发生了突变,即在80年代以前北大西洋高纬度、中印度洋的气候倾向率为正值,而在80年代以后为负值,60°以南的南大洋变化与之相反。