17年的重力观测显示地球的水循环如何随着气候温暖而升高

森林传输

这张图片显示了一种森林,将水分放入空气中,或者转发。当与蒸发从陆地蒸发的水分结合时,两种过程都会驱动蒸散,是水循环的关键分支。随着气候温暖的,这些过程预计将加剧。信贷:Acarapi.

美国宇航局科学家们研究了17年的重力观察我们的星球,了解全球水循环如何变化。

植物和土地表面释放到空气中的速率在2003年至2019年期间的全球范围内增加。这些过程统称为蒸散蒸腾,并通过使用重力卫星的观察来计算新的NASA研究。

通过衡量海洋和大陆之间的水的大规模变化,研究人员确定蒸散率的增加速度高达比以前的估计高两倍。这是重要的,因为蒸发散热器代表了全球水循环的关键分支 - 一个循环,为土地上的生命造成病情。

虽然已知温暖的气候应该增加蒸散率,但直到现在,准确的全球测量均难以捉摸。

“Our study found that evapotranspiration has increased by about 10% since 2003, which is more than previously estimated, and is mostly due to warming temperatures,” said Madeleine Pascolini-Campbell, a postdoctoral researcher at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California, who led the study. “We hope that this information about the water cycle will help to better inform the development and validation of climate models.”

但蒸散率如何影响全球水循环?由于海洋中的水分通过大气循环,因此一部分落在大洲的降水。其中一些水进入河流作为径流,一些渗入土壤。剩余的水从陆地蒸发并将植物送回空气中。

发现蒸散速度比以前所知的速度更快地增加,以了解气候变化如何在未来影响地球。随着世界的温暖,蒸散将加速,加快陆地和植被的干燥。天气模式也可能受到影响:从土地上增加蒸发可以在一些地区产生干旱。这是一个变暖世界的症状,可能对生态系统和人类社会产生重大后果,因为表面和地下水供应的压力增加。

“熔化冰川的图像和冰盖萎缩是可明显的方式,让我们了解全球变暖的影响,”Pascolini-Campbell说。“但是,我们的行星水循环的其他关键部件也发生了巨大变化,这些部分不那么可见,例如当水从土地蒸发到径流之前的水中时。”

水的重力

为了获得全球估计蒸发的估计,研究人员发现了一种新的方式来利用由2002年至2017年运营的一对重力恢复和气候实验(Grace)卫星收集的数据,以及继任者对,恩典之后,在2018年推出。恩典使命由美国宇航局和德国航空航天中心(DLR)发起,Grace-Fo是NASA与德国地球科学研究中心(GFZ)之间的伙伴关系。

因为水有质量,因此有助于地球的重力信号,这些航天器对世界各地的水的运动敏感,从拖动冰盖的变化到储存在海洋肿块中的变化。看到一个机会,研究人员从Grace和Grace-FO从Grace和Grace-FO学习了17年的数据集,看看是否有可能通过蒸散蒸腾来梳理与水的运动相关的引力信号。

“随着Grace和Grace-Fo的综合记录,我们现在有一个足够长的观测记录,能够能够监测全球变化的这些关键迹象,”JT Reger,AJPL.科学家和研究中的调查员。“当重力信号减小时,这意味着土地正在失去水。其中一些损失是通过河流回到海洋的河流,但其余的是蒸散作为蒸散的大气。“

通过从陆上输入的输入中减去所有水质输出,然后计算剩余物质的水,研究人员能够估计蒸散速度。他们通过减去全球河流排放的独立估计(换句话说,流过海洋的水速率)和恩典和恩典​​卫星数据(透露在地上水质的局部变化)从全球降水测量结果找出损失大气的水量。

由于观察和测量挑战,蒸散的全局估计通常使用模型或通过从各个位置进行测量然后缩放这些测量来近似。但这些方法可以容易出错。然而,通过使用重力卫星观测测量全球群众变化,研究人员能够更精确地估算全球蒸散率。

使用这种方法,他们发现,2019年每年从405毫米(约16英寸)增加到444毫米(约17.5英寸)。这是每年2.30毫米(约0.1英寸)的上升趋势 -10%的增加 - 每年相应的不确定性为0.5毫米(0.02英寸),或2%。

“多年来,我们一直在寻找一种方法来衡量全球水循环的总变化,最后我们已经找到了它,”Reger说。“蒸散量的幅度增加真的很惊讶我们:这是一个相当大的信号,表明我们的行星的水循环正在发生变化。”

这些结果增加了一项越来越多的关于我们星球水循环的研究,同时也强调了地球观测的连续性的重要性。卫星的持续卫星观察卫星具有全球水质变化的观点,提供了在几十年中观察不断变化的地球所需的长期记录。这些观察结果还帮助科学家们在气候变化和自然循环引起的水循环中逐年逐渐变异。

该研究标题为:“2003年至2019年全球土地蒸散量增加了10%,”于2021年5月26日出版,自然。除了JPL,NASA的戈达德太空飞行中心,在马里兰州格林贝尔德,促成了这项研究。

参考:“全球土地蒸散量从2003年到2019年增加了10%”由Madeleine Pascolini-Campbell,John T. Reger,Hrishikesh A. Chandanpurkar和Matthew Rodell,2021年5月26日,自然
DOI:10.1038 / S41586-021-03503-5

JPL管理了Grace使命,并管理NAS在华盛顿州NASA总部科学任务局科学司的Grace-Fo使命。基于加利福尼亚州Pasadena,Caltech为美国国家航空航天局设立了JPL。

1条评论在“17年的重力观测显示地球的水循环如何随着气候变暖而升高”

  1. 美国宇航局表示,湿度是主要温室气体,所有温室气体的86%或其何处。湿度越多,防止送回空间的热量越多,导致湿度更多......循环增长。这并不意味着需要更多的雨。关键是去除湿度,逆转效果,重新建立稳态。Evapotrancoration是热量 - 热量越多,植物需要吸收水,越野越野......和这种情况,以及海洋蒸发,导致大气湿度的增加,随后增加热量,循环增长。我自己的意见。

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