Пожарный работает, пытаясь спасти дом в Лейкпорте, Калифорния, страдая от своих самых больших пожаров. AP Photo / Noah Berger

Еще раз, лето и осень 2018 в Северном полушарии привели нас к эпидемии крупных лесных пожаров.

Эти сжигают леса, дома и другие сооружения, вытесняют тысячи людей и животных и вызывают серьезные сбои в жизни людей. Огромное бремя простого пожаротушения стало круглогодичной задачей миллиардов долларов, не говоря уже о стоимость уничтожения.

Дымовая завеса может простираться на сотни или даже тысячи миль, влияя на качество и видимость воздуха. К много людей, стало совершенно ясно, что антропогенное изменение климата играет важную роль значительно увеличивая риск лесных пожаров.

Однако, похоже, роль изменения климата редко упоминается во многих или даже самых новостных новостях о множестве пожаров и тепловых волн. Частично это связано с тем, что проблема атрибуция обычно не Очистить, Аргумент заключается в том, что всегда были лесные пожары и как мы можем приписать какой-либо конкретный лесной пожар изменению климата?

Как ученый по климату, я могу сказать, что это неправильное решение проблемы. Глобальное потепление не вызывает лесных пожаров. Ближайшей причиной часто является человеческая невнимательность (окурки, лагеревые пожары, не погашенные должным образом и т. Д.), Или естественные, от «сухой молнии», когда гроза производит молнию, но мало дождя. Скорее, глобальное потепление усугубляет условия и повышает риск лесных пожаров.

Тем не менее, существует огромная сложность и изменчивость от одного огня к другому, и, следовательно, атрибуция может стать сложной. Вместо этого способ думать об этом - с точки зрения фундаментальной науки - в данном случае физики.

Происходит глобальное потепление

Чтобы понять взаимосвязь между глобальным потеплением и лесными пожарами, подумайте о том, что происходит с нашей планетой.

Состав атмосферы меняется от деятельности человека: произошло увеличение 40 процентов в двуокись углерода, в основном из-за сжигания ископаемого топлива с 1800, и более половины прироста с 1985. Другие теплопоглощающие газы (метан, закись азота и т. Д.) Также возрастают в концентрации в атмосфере от деятельности человека, Ставки ускоряются, а не снижаются (как можно надеяться Парижское соглашение).

Это приводит к энергетический дисбаланс для планеты.

Потоки энергии через климатическую систему схематически иллюстрируются числами на значениях верхней атмосферы и нетто-дисбалансом энергии на поверхности. Trenberth et al. 2009

Теплоотталкивающие газы в атмосфере действуют как одеяло и препятствуют инфракрасному излучению, то есть нагреванию от Земли, от выхода обратно в космос, чтобы компенсировать непрерывное излучение, исходящее от солнца. По мере того, как эти газы накапливаются, большая часть этой энергии, главным образом в виде тепла, остается в нашей атмосфере. Энергия поднимает температуру земли, океанов и атмосферы, тает лед, оттаивает вечную мерзлоту и подпитывает водный цикл путем испарения.

Более того, мы можем оценить энергетический дисбаланс Земли довольно хорошо: он составляет около 1 ватт на квадратный метр или около 500 тераваттов по всему миру.

Хотя этот фактор мал по сравнению с естественным потоком энергии через систему, которая составляет 240 ватт на квадратный метр, она велика по сравнению со всеми другими прямыми последствиями деятельности человека. Например, производство электроэнергии в США в прошлом году усредненные 0.46 тераватты.

Дополнительное тепло всегда является одним и тем же знаком, и оно распространяется по всему миру. Соответственно, где эта энергия накапливает вопросы.

Отслеживание энергетического дисбаланса Земли

Тепло в основном накапливается в конечном счете в океане - более 90 процентов, Это добавленное тепло означает океан расширяется и поднимается уровень моря.

Тепло также накапливается в плавильном льду, вызывая плавление Арктический морской лед и потери ледников в Гренландии и Антарктиде. Это добавляет воды в океан, и поэтому повышение уровня моря от этого также, поднимаясь со скоростью более 3 миллиметров в год, или более фута в столетие.

Глобальное теплоемкость океана для верхних 2000 метров океана, с оценками неопределенности в розовом регионе. ScienceAdvances, CC BY-NC

На суше последствия энергетического дисбаланса усложняются водой. Если вода присутствует, тепло в основном переходит в испарение и сушку, и это приводит к увлажнению в штормах, которые производят более тяжелые дождь, Но эффекты не накапливаются при условии, что он идет дождь.

Однако в сухом чае или засуха, накапливается тепло. Во-первых, он высыхает, а затем, во-вторых, повышает температуру. Конечно, «никогда не идет дождь в Южной Калифорнии» в соответствии с Поп-музыка 1970s, по крайней мере, летом полгода.

Таким образом, вода действует как кондиционер планеты. В отсутствие воды избыточные тепловые эффекты накапливаются на суше, высушивая все и увядающие растения, и повышая температуру. В свою очередь, это приводит к тепловым волнам и повышенному риску лесных пожаров. Эти факторы применяются в регионах на западе США и в регионах с Средиземноморский климат, Действительно, многие из недавних лесных пожаров произошли не только на Западе в Соединенных Штатах, но также в Португалии, Испании, Греции и других частях Средиземного моря.

Условия могут развиваться и в других частях мира, когда сильные купола с высоким давлением (антициклоны) застаиваются, что может произойти частично случайно или с повышенными коэффициентами при некоторых погодных условиях, например, Ла-Нинья или Эль-Ниньо события (в разных местах). Ожидается, что эти сухие пятна перемещаются из года в год, но их изобилие увеличивается с течением времени, как это явно происходит.

Насколько велик эффект энергетического дисбаланса над землей? Ну, 1 ватт за квадратный метр в месяц, если он накапливается, эквивалентен 720 ваттам на квадратный метр в течение одного часа; 720-ватты эквивалентны полной мощности в небольшой микроволновой печи. Один квадратный метр составляет около 10 квадратных футов. Следовательно, через месяц это эквивалентно одной микроволновой печи на полную мощность каждый квадратный фут в течение шести минут. Неудивительно, что все горит!

Наука о атрибуции

Возвращаясь к первому вопросу о лесных пожарах и глобальном потеплении, это объясняет аргумент: есть дополнительное тепло, доступное в результате изменения климата, и выше указано, насколько оно велико.

На самом деле в почве есть влажность, а растения имеют корневые системы, которые проникают в почвенную влагу и задерживают эффекты до того, как они начнут увядать, так что обычно требуется более двух месяцев, чтобы эффекты были достаточно большими, чтобы полностью создать основу для лесных пожаров , На ежедневной основе эффект достаточно мал, чтобы быть потерянным при нормальной изменчивости погоды. Но после сухого заклинания более месяца риск заметно выше. И, конечно же, глобальная средняя температура поверхности также растет.

«Мы не можем отнести ни одно событие к изменению климата» - это была мантра климатологов в течение длительного времени. Недавно менялась, Однако.

Как и в примере с лесными пожарами, существует осознание того, что ученые-климатологи могут полезные заявления предполагая, что сами погодные явления относительно не затронуты изменением климата. Это хорошее предположение.

Кроме того, ученые-климатологи не могут сказать, что экстремальные явления происходят из-за глобального потепления, потому что это плохо поставленный вопрос. Однако мы можем сказать, что весьма вероятно, что у них не было бы таких экстремальных воздействий без глобального потепления. Действительно, на все погодные явления влияет изменение климата, поскольку окружающая среда, в которой они происходят, теплее и влажнее, чем раньше.

В частности, сосредоточив внимание на Энергетический дисбаланс Земли, ожидается, что новые исследования помогут понять, что происходит и почему, и что оно подразумевает в будущем.

Об авторе

Кевин Тренберт, уважаемый старший научный сотрудник, Национальный центр атмосферных исследований

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги этого автора

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon