我们如何知道气候变化与野火之间存在联系?

我们如何知道气候变化与野火之间存在联系
一名消防队员试图在加利福尼亚州莱克波特(Lakeport)拯救一所房屋后遭遇惨重袭击。
美联社照片/诺亚伯杰

2018在北半球的夏季和秋季再一次为我们带来了主要野火的流行。

这些烧毁森林,房屋和其他建筑物,取代了成千上万的人和动物,并对人们的生活造成重大破坏。 简单消防的巨大负担已经成为一项全年的任务成本 数十亿美元,更不用说了 毁灭的代价.

烟幕可以延伸数百甚至数千英里, 影响空气质量和能见度。 至 很多人,人类引起的气候变化已经变得非常明显 起着重要作用 通过大大增加野火的风险。

然而,似乎气候变化的作用在许多甚至大多数关于大量火灾和热浪的新闻报道中都很少被提及。 在某种程度上,这是因为问题 归因 通常不是 清除。 争论的焦点是,一直存在着野火,我们怎样才能将任何特定的野火归因于气候变化呢?

作为一名气候科学家,我可以说这是问题的错误框架。 全球变暖不会导致野火。 最近的原因通常是人为疏忽(烟头,篝火未正确熄灭等),或自然,来自“干闪电”,雷暴产生闪电但几乎没有下雨。 相反,全球变暖加剧了条件,并增加了野火的风险。

即便如此,从一次火到下一次火灾的复杂性和可变性都很大,因此归因可能变得复杂。 相反,思考这个问题的方法是从基础科学的角度来看 - 在这个例子中,是物理学。

全球变暖正在发生

要了解全球变暖与野火之间的相互作用,请考虑我们这个星球正在发生的事情。

大气层的构成正在从人类活动中发生变化:40的增长率超过了XNUMX% 二氧化碳,主要来自1800s以来的化石燃料燃烧,超过一半的增加是自1985以来。 其他热量捕获气体(甲烷,氧化亚氮等)的浓度也在增加 来自人类活动。 利率正在加速而不是下降(正如希望的那样) 巴黎协定).

这导致了 能量失衡 为了这个星球。

通过气候系统的能量流动(我们如何知道气候变化与野火之间存在联系)

通过气候系统的能量流示意性地用大气顶部值和地表净能量不平衡的数字来说明。 Trenberth等人2009

大气中的热量捕获气体充当橡皮布并抑制红外辐射 - 即来自地球的热量 - 逃逸回太空以抵消来自太阳的持续辐射。 随着这些气体的积聚,更多的这种能量,主要是以热量的形式存在于我们的大气中。 能量提高了陆地,海洋和大气的温度,融化了冰,解冻了永久冻土,并通过蒸发为水循环提供燃料。

而且,我们可以 估计地球的能量不平衡 非常好:它相当于每平方米1瓦特,或全球约500太瓦。

虽然与通过系统的自然能量流量(每平方米240瓦特)相比,这个因素很小,但与人类活动的所有其他直接影响相比,这个因素很大。 例如,去年美国的发电量 平均0.46 terawatts.

额外的热量始终是相同的标志,它遍布全球。 因此,这种能量积累很重要。

追踪地球的能量不平衡

热量大部分最终积聚在海洋中 - 超过90%。 这增加的热量意味着 海洋扩张,海平面上升.

热量也会在融化的冰中积聚,导致融化 北极海冰 和格陵兰岛和南极洲的冰川损失。 这增加了海水,所以 海平面上升 从这一点来看,以每年3毫米或超过一英尺的速度上升。

海洋顶部2000米的全球海洋热含量(我们如何知道气候变化与野火之间存在联系)
海洋顶部2000米的全球海洋热含量,粉红色区域的不确定性估计。
ScienceAdvances, CC BY-NC

在陆地上,能量不平衡的影响因水而复杂化。 如果存在水,则热量主要进入蒸发和干燥,并且将水分送入暴风雨中,从而产生更重的水 。 但如果下雨和下雨,效果不会累积。

但是,在干燥的咒语或 干旱,热量积累。 首先,它干掉了东西,然后它提高了温度。 当然,“南加州永远不会下雨” 1970s流行歌曲,至少在夏半年。

因此水充当了地球的空调。 在没有水的情况下,通过干燥一切和枯萎的植物以及提高温度,多余的热量影响积聚在陆地上。 反过来,这会导致热浪和野火的风险增加。 这些因素适用于美国西部地区和地区 地中海气候。 事实上,最近的许多野火不仅发生在美国的西部,而且发生在葡萄牙,西班牙,希腊和地中海的其他地区。

当强大的高压天气圆顶(反气旋)停滞时,这种情况也会在世界其他地方发展,这种情况可能会偶然发生,或者在一些天气模式中增加的几率,例如由 拉尼娜或厄尔尼诺 事件(在不同的地方)。 预计这些干斑点会逐年移动,但随着时间的推移它们的丰度会增加,这显然正在发生。

能源不平衡对土地的影响有多大? 那么,一个月内每平方米1瓦特,如果积累,相当于每平方米720瓦特超过一小时; 720瓦特相当于小型微波炉的全功率。 一平方米约为10平方英尺。 因此,一个月后,相当于每平方英尺一台全功率的微波炉,持续六分钟。 难怪事情火上浇油!

归因科学

回到最初的野火和全球变暖的问题,这解释了这个论点:气候变化可以提供额外的热量,而上面的数据表明它有多大。

实际上土壤中含有水分,植物的根系可以在土壤水分开始枯萎之前汲取土壤水分并延迟效果,因此通常需要两个多月才能使效果大到足以完全为野火做好准备。 。 在日常的基础上,效果小到足以在正常的天气变化中丢失。 但经过一个多月的干旱,风险明显更高。 当然还有 全球平均表面温度 也在上升。

“我们不能将单一事件归因于气候变化”长期以来一直是气候科学家的口头禅。 它最近 然而,

正如在野火的例子中,人们已经认识到气候科学家可能会做出这样的事情 有用的陈述 假设天气事件本身相对不受气候变化的影响。 这是一个很好的假设。

此外,气候科学家不能说极端事件是由于全球变暖造成的,因为这是一个不好的问题。 但是,我们可以说,如果没有全球变暖,它们极有可能不会产生如此极端的影响。 实际上,所有天气事件都受到气候变化的影响,因为它们所处的环境就是这样 比过去更温暖和潮湿.

特别是通过关注 地球的能量不平衡新的研究有望促进对正在发生的事情及其原因的理解,以及它对未来的意义。谈话

关于作者

Kevin Trenberth,杰出资深科学家, 国家大气研究中心

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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