研究指出本世纪末,整个华北平原可能因热浪而无法居住,是真的吗?我们如何应对?
整体文章的概要 @李雷 童鞋已经总结的非常好了~
我就想到什么说什么了
来说说这篇文章是在怎样的一个背景下:文章使用了MIT自己的区域气候模式(MRCM),模式耦合了灌溉模块。 控制性实验(control run) 设置为无灌溉情景,而敏感性设计为 Historical run/RCP 4.5/RCP 8.5 ,分别代表历史时期/中等排放强度/高排放情景那下面这张图怎么看:
横着看,第一排代表无灌溉加入时 历史时期及两种排放情景下的干球温度变化,第二排则是有灌溉加入的。很显然,越往右,温度越高。
竖着看,则是不同时期下有无灌溉的差异,明显的下排要高于上排。即有灌溉的情境下升温更大一些。
fig 2 CONT代表control run,也就是无灌溉的情景,IRR代表有灌溉强迫。这张图代表是30年平均的最高干球温度。诚然,因为数值模式的不同,得到的结果可能有明显的差异,这种单一模式方案的很可能有着较大变数,但是大体的趋势也许不会改变。也提供了一个新的思路来解释,这或许是被NC录用的原因。
上面的是关于这篇文章的核心。然而问题不仅仅于此
我们再来看看什么是RCP
RCP,也就是典型浓度路径,是一种描述将来温室气体排放,污染情景等等的预想。
分为RCP2.6/4.5/6.0/8.5,也就是下图中深蓝、蓝、橙、红的路径。
代表着严格减排,两种中间方案,和高排放。
这将会导致温度升高
1/1.5/2.0/4.0 ℃,而2.0是巴黎协定画下的红线。
继续来看,在RCP8.5的状况下,4摄氏度的全球平均基本是被广袤的海洋拉低的,大陆上基本超过4,中纬度地区奔着5,6℃,北极地区奔着9-11摄氏度。
这有非常多的文章可以用来参考。
需要指出的是:
在普通大众还在为全球变暖问题喋喋不休的争论时气象气候学界已经开始将目光从力争1.5确保2.0℃,默默的转而研究升温4.0℃的种种问题了。或许刹车终究是踩不住了
除第一张图片来源于原文章,其余图片来源于IPCC第五次评估报告。
■来自的网友回复
华北遭受死亡热浪威胁?我伙呆,期待大气专业的人来回答。
我首先搬运部分内容:
首先这个不是水刊哈,nature communication不是scientific reports这种期刊可比的,最新影响因子12.3,属于top级的期刊。
文章的题目是
意思是:由于气候变化和灌溉因素,华北平原面临死亡热浪的威胁
不想看全文的话,这段话就行了:
一方面,华北平原降雨量少,因此农业必须灌溉。而灌溉增加了地面湿度导致热浪加剧,预计未来华北平原最高湿球温度会持续上升。
另一方面,温室效应本身会导致温度上升,而如果华北的温室效应持续加剧(必然的了),那么这个最高湿球温度也会上升。
二者结合起来,就是未来华北最高湿球温度越来越高,这温度有啥危害呢?大体就是大家看的新闻,因为太热而导致人身体不适甚至死亡
其实中国也出现过,2013年,极强热浪在华北平原持续50天,许多地方最高气温达到38摄氏度。
首先大体了解下,这是华北的地形图
而我国的降水量分布如下
我们可以看出,颜色越深降水量越大,华北区域是相当缺水的,因此华北需要大量的人工灌溉。
如下图所示,这是华北的灌溉分布图(area equipped for irrigation)
area equipped for irrigation (AEI, %) for 2005 from Historical Irrigation Data40 with climatology of annual precipitation from TRMM49 (contour, mm) in modern record (1998 – 2015)
没见过灌溉系统的朋友可以了解下,如下图,我们那穷地方是用的左边这种,有钱的地方用的是右边这种
然后当地的日间最高湿球温度(highest daily maximum wet-bulb temperature)
注:热力学湿球温度(绝热饱和温度)是指在绝热条件下,大量的水与有限的湿空气接触,水蒸发所需的潜热完全来自于湿空气温度降低所放出的显热,当系统中空气达饱和状态且系统达到热平衡时系统的温度。通俗来讲,湿球温度就是当前环境仅通过蒸发水分所能达到的最低温度。接下来,作者描述了最高湿球温度的分布图,方框为华北区域
说明,
图中纵向对比,比如a-d,分别表示未灌溉(CONT)和灌溉(IRR),表明,同样条件下,如果灌溉增加,那么最高湿球温度就会增加
图中横向对比,比如a-b-c,表示同样在未灌溉情况下,只要是温室气体浓度增加,那么最高湿球温度就会增加。
小方框里的.表示了灌溉渠(IRR)和整个华北(NCP)的对比
进一步,作者用中国东部地区的16个城市进行了研究,统计了这些城市的最高湿球温度情况。
十六个城市包括北京,郑州,武汉,南昌,杭州,上海,等诸多地区,看拼音理解。
其中黑线是历史数据,蓝线是 RCP4.5 , 红线是 RCP8.5. (RCP是代表路径浓度的意思,表示了温室气体浓度)
这张图论证了一个观点,就是温室气体浓度越高,最高湿球温度越高。
最后作者放了一个全球图
从上到下依次表示温室气体浓度增加后的日最高湿球温度情况,一目了然。
也就是说,灌溉导致空气湿度人为的增加,而温室效应也在不断地增强,最后的结果就是导致当地湿球温度越来越高,最后影响人类的生存。
换句话,都是人们自己作的,但是没办法啊……
不过评论区有位知友很乐观,不就是北方变成江南嘛,我竟然觉得很有道理……
乾隆也不用一天到晚怀念江南了,在北方就体验了。
参考文献:
North China Plain threatened by deadly heatwaves due to climate change and irrigation
■来自的网友回复
就像高票答案里说的,现在做气候研究的已经自觉开始研究升温4度的情境了,照目前的国际形势,怕是真刹不住车了
所以说,华北湿球温度太高不宜居也不是什么大问题了,毕竟按照华北的海拔,不需要忍多久大概就在海底下了,自然能再凉快下来啦~
至于觉得开空调就行气候问题随他去的那些人嘛……祝你们在水下住的愉快吧
2018/8/5 更新:
在评论里注意到有人表示造墙就行了,所以要额外说一下,对于沿海地区来说单纯在海边造墙是没用的:
与海联通的河流水系都会受到海平面提升的影响,海水会顺着水系侵入内陆,所以你得把所有水系都跟着架墙才行。“水系”包括所有的下水道嗯……
就算你把陆地给围住了,但是现在陆地就没法正常排水了;本来一场暴雨下来积水就通过河流什么的流到低处去了,但要是你本身就是周围最低的地方了,那就别指望能自然排水了。到时候就是墙造的再牢,夏天一个台风下来一样是全城俱灭。被海水淹没和被雨水淹没的区别而已
就算所有河流和所有海岸线全部造墙围住,积水全部通过无数个知牌如意勺舀出去,接下来,高位的海水会渗透进地下水系,对低地势地区产生海侵。对于沿海发达城市的高层建筑/地下设施来说,这恐怕一样能要命,城市功能将会变得异常脆弱
就算以上问题真的都解决了,你真的愿意活在这堵墙后吗?这上千公里长的墙,只要有一个地方出问题,那和长江黄河洪涝决堤什么的可是完全不能比的哦,这可是大海决堤哦?你真的相信这么浩瀚的工程,不会有一寸豆腐渣,一点点意外?作为对比,荷兰著名的拦海大坝宽度“只有”32.5公里
■来自的网友回复
区域气候模式,RCP 8.5。 你们看看就好啊,没必要一惊一乍的。
在RCP 6.0 甚至 8.5 的条件下全球背景环流场都会出现较大变化,现在对于将来何处干旱,何处高温都不能拿出一个确定的结果。不同的全球气候模式模拟的结果之间差异很大。
在这种条件下,区域气候模式模拟到2070年的意义真的不大。
所以,可以总结为:MIT搞个大新闻,发了篇nature子刊,表现出一副关怀人类的样子.jpg。
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开个玩笑是可以的,不过这篇文章按照自身的内部逻辑是自恰的,方法是先进的。
首先MIT这个区域模式为25km水平分辨率,有先进的考虑生物圈的陆面模块(类似植被吸收二氧化碳,植被蒸腾,地表径流,甚至随温度改变的地表植被覆盖也考虑到了),在此之上引入了Emanuel 的对流方案(对流和云模拟有了很大提高,不过还不是云解析模式,此乃第一个喷点),此外区域气候模式需要GCM全球气候模式的边界驱动, 这里他们尽心选取了19个参加CMIP5模式中的6个对亚洲模拟较好的GCM进行驱动。也就是先将这些GCM进行变暖条件下的模拟,再用这些模拟的大尺度背景场驱动区域气候模式,也就是背景环流场是会发生变化的(相当于单向嵌套,你在这里可以说GCM对于全球变暖的模拟存在不确定,这可以算第二个喷点)。至于灌溉模型的引入,你可以说模型不严谨算是第三个喷点,不过鉴于路面过程是MIT这个模式的强项,我觉得你也找不出更好的方案。
综上,我们虽然有三个喷点,不过对方的研究的手段都算state of art,基本上算是老铁没毛病。
人家研究完了就要加私货,你们可以自行阅读(文章中discussion的一段):
China is currently the largest emitter of carbon dioxide, and the rates of emission has increased sharply since the beginning of the twenty-1st century. Our results suggest signi?cant negative regional climate change impacts affecting the most populous region of China, NCP(华北平原), where future population is projected to grow even further by the end of twenty-1st century. Although the emissions per capita from China may not stand out compared to other nations, national climate change policy in China will need to carefully evaluate and weigh the projected negative impacts of severe heatwaves on local population against the positive impacts of economic development. Enhanced investments in renewables, already adopted widely in China, may offer an alternative pathway that achieves economic development and mitigates local impacts of future global climate change. However, even under moderate mitigation scenarios severe heatwaves are projected for NCP which may necessitate simultaneous development of effective public health adaptation measures to avoid the deadly impacts of future heatwaves.
相当于以威胁的口吻继续向我们施压 。具体方便大家我在这里简要总结一下私货:
直接翻译过来就是你中国虽然人均低,但是总量第一且增长的很快,现在我的研究告诉你将来你这个地方“寸草不生”似“人间炼狱”(以上都为夸张比喻),害不害怕?是不是要再谨慎考虑一下能源政策(现在的减排承诺还不够)。
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