Variables climatiques menant au réchauffement climatique
Cet article met en lumière les trois principales variables climatiques responsables du réchauffement climatique. Les variables climatiques sont les suivantes: 1. Température 2. Changements de précipitations 3. Humidité du sol et évaporation.
Réchauffement climatique: Variable climatique n ° 1. Température:
La concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère a un impact important sur presque toutes les variables climatiques. L'ampleur des variations varie d'une région à l'autre du monde. Les gaz à effet de serre absorbent la majeure partie du rayonnement à ondes longues émis par la Terre. Ce processus est en cours depuis de nombreuses années.
En raison de l'absorption du rayonnement à ondes longues, la température de l'air augmente depuis de nombreuses années. Au départ, le changement de température était très bas. Maintenant, avec l'augmentation de la concentration des gaz à effet de serre, l'ampleur du changement a augmenté.
Plusieurs modèles ont été développés pour prédire le changement des variables climatiques. De nombreux modèles prédictifs ont indiqué que la température augmente progressivement. Il a été estimé que la température mondiale moyenne devrait augmenter jusqu’à 3 ° C d’ici 2050.
Il a été constaté que 80% de l'augmentation de la température s'est produite à la température minimale. L'ampleur de l'augmentation de la température n'est pas uniforme dans le monde entier.
Le modèle développé par Wilson et Mitchell (1987) indiquait un réchauffement de la température moyenne mondiale de plus de 5 ° C en raison du doublement du CO2. Le réchauffement hivernal important se produit dans les hautes latitudes où la glace est plus mince et moins étendue en raison de la plus grande absorption du rayonnement solaire en été après la fonte des glaces.
En été, le réchauffement tend à être maximum sur certaines parties des continents. Cela est dû au fait que l'humidité du sol a tendance à être réduite en raison d'une plus grande évaporation. Lorsque l'humidité du sol devient insuffisante pour maintenir l'évaporation au taux potentiel, la réduction du refroidissement par évaporation qui en résulte entraîne des températures plus élevées.
Réchauffement climatique: Variable climatique n ° 2. Changements dans les précipitations:
La plupart des modèles ont indiqué une augmentation de 10% des précipitations dans le monde entier. Une augmentation des précipitations est susceptible de se produire aux latitudes moyennes et élevées, en particulier en hiver. Cependant, il est bien établi qu'au moins sous les tropiques, les anomalies des températures de surface des océans ont un effet majeur sur la répartition des précipitations.
Il est donc probable que, au cours des prochaines décennies, l’évolution des précipitations sera dominée par les variations géographiques du taux de réponse de la surface à l’effet de serre.
Réchauffement climatique: Variable climatique n ° 3. Humidité et évaporation du sol:
Les modèles climatiques représentent l'humidité du sol et en calculent les variations à partir de l'équilibre entre les gains et l'infiltration des précipitations et de la fonte des neiges et des pertes dues à l'évaporation et au drainage. Kellogg et Zong-ci Zhao (1988) ont analysé les variations de l'humidité du sol en Amérique du Nord et en Asie de l'Est.
Les caractéristiques consistantes comprenaient une humidité accrue aux hautes latitudes en raison de l’augmentation des précipitations et des sols plus secs en hiver sous les tropiques. En été, les modèles ont tendance à être plus secs sur une grande partie des latitudes moyennes.
Les modèles ont suggéré que l'humidité relative ne changerait peut-être pas systématiquement. Dans l'affirmative, les déficits d'humidité spécifiques inférieurs à la saturation augmenteraient d'environ 7% pour chaque augmentation de température de 1 ° C. L'augmentation de la vapeur d'eau et du CO 2 devrait entraîner une légère diminution du rayonnement solaire du ciel dégagé.
Les résultats de l'expérience de Wilson et Mitchell (1987) avec le doublement du CO 2 donnant un réchauffement global moyen d'environ 5 ° K indiquent une diminution du rayonnement de 5Wm -2, dont 0, 5Wm -2 est due à une absorption accrue du CO 2, le reste est dû aux vapeurs d'eau.
L'effet serait moindre avec un réchauffement moindre. Sinon, le rayonnement solaire dépend de la quantité de nuages et de leur transmissivité. On peut s’attendre à une certaine augmentation lorsque les déficits en humidité du sol réduisent l’évaporation. D'autre part, une augmentation de la nébulosité et une diminution du rayonnement solaire pourraient être dues à l'augmentation de la teneur en eau des nuages associée aux changements de phase glace / eau des nuages aux latitudes moyennes.
Il a été estimé que la température devrait augmenter dans le monde entier jusqu'à 3 ° C d'ici 2030. Un réchauffement de ce siècle à tout moment est susceptible de se produire. Cet objectif pourrait être atteint lorsque l'océan et l'atmosphère seraient à l'équilibre avec les niveaux de gaz à effet de serre à ce moment-là, pourrait être deux fois plus grand.
La réponse locale peut varier de ces moyens globaux. Le réchauffement peut être lent en Europe occidentale en raison de la présence de l'Atlantique Nord. Les précipitations devraient augmenter dans la pluviométrie moyenne mondiale, mais il pourrait y avoir moins de pluie dans certaines régions. Une augmentation constante est attendue sous les hautes latitudes.
La concentration de dioxyde de carbone augmente environ 1, 5 ppm par an. La menace pour l'environnement humain due à la déforestation progressive et à la détérioration de la biosphère est devenue l'un des problèmes majeurs des temps modernes.
Si les changements climatiques affectent suffisamment l'agriculture, la disponibilité des ressources en eau et la sécurité alimentaire mondiale dépendront de la nature et de l'ampleur des changements qui se produisent dans chaque grande région productrice d'aliments du monde.
Les modèles de changement climatique prévoient en général une augmentation de la température et des variations des précipitations et des niveaux de rayonnement susceptibles d'affecter la production agricole. Ces changements climatiques ont été attribués à l'augmentation des niveaux de gaz à effet de serre, tels que le dioxyde de carbone et l'ozone dans l'atmosphère.
La tendance à la hausse de la concentration globale de dioxyde de carbone dans l’atmosphère est bien établie, mais les changements climatiques susceptibles d’être induits par ce phénomène sont incertains. Il existe de grandes incertitudes quant au taux d'accumulation de dioxyde de carbone et d'autres gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Il n'est également pas très clair que quand et où il fera chaud.
Compte tenu de la concentration projetée de gaz à effet de serre, le dioxyde de carbone pourrait doubler d’ici 2030. Il a été projeté que si la concentration de gaz à effet de serre continue à augmenter au rythme actuel, la température mondiale pourrait augmenter de 1, 5 à 4, 5 ° C d'ici 2050.
La capacité de l'atmosphère à retenir l'eau est une fonction croissante de la température. Par conséquent, une atmosphère chaude entraîne une plus grande évaporation.
Par conséquent, l'effet de serre induit par le dioxyde de carbone se comportera de manière positive en augmentant la quantité de vapeurs d'eau dans l'atmosphère, à moins que l'augmentation de la nébulosité compense cet effet en augmentant la réflexion du rayonnement solaire dans l'espace, en réduisant la quantité atteignant la surface de la Terre.
En ce qui concerne le rayonnement solaire incident, il n’est pas clair qu’il augmentera ou diminuera, bien que des variations soient attendues dans différentes régions du monde. Mais on s'attend à ce qu'une plus grande quantité de vapeurs d'eau dans l'atmosphère absorbe le rayonnement solaire entrant, entraînant une légère diminution du rayonnement (d'environ 1%).
Plusieurs études utilisant des modèles de croissance des cultures ont prédit des modifications du rendement moyen des cultures dues à la modification de l'environnement mondial, et ces changements devraient avoir des implications économiques importantes.
D'ici 2020, avec une augmentation de la concentration en dioxyde de carbone et une température de 1 ° C, le rendement potentiel en riz augmentera en moyenne de quelques pour cent.
Il a été estimé que 80% ou plus de l’augmentation de la température est due à une augmentation de la température minimale avec une augmentation faible ou nulle de la température maximale pendant la journée. Les niveaux de rayonnement futurs n'ont pas encore été prévus par le GCM et pourraient soit diminuer, soit augmenter, ce qui pourrait affecter la production potentielle des cultures.
La production potentielle d'une culture est supposée être déterminée par l'interaction des caractéristiques génotypiques avec le rayonnement solaire, la température, le niveau de dioxyde de carbone et la durée de la journée. Le rayonnement solaire fournit l'énergie nécessaire à l'absorption de dioxyde de carbone dans le processus de photosynthèse, tandis que la température détermine la durée de croissance des cultures et les taux de processus physiologiques et morphologiques.
Le taux de croissance et le niveau de rendement final sont déterminés par la réaction des processus physiologiques de la culture au rayonnement, à la température et au dioxyde de carbone.
Certaines enquêtes ont indiqué que les futures augmentations des concentrations de dioxyde de carbone dans l'atmosphère au niveau mondial entraîneraient une croissance et un rendement en grain plus importants du riz et compenseraient les baisses de rendement dues à la hausse des températures.
L'augmentation de la population diminue les ressources sur la surface de la terre. D'ici 2020, 65% de plus de riz devraient être produits dans le monde pour faire face à la croissance démographique.
Le blé et le riz sont les cultures céréalières les plus importantes du nord-ouest de l'Inde. Le rendement en blé devrait augmenter d'environ 30 à 40% en doublant le taux de dioxyde de carbone, ce qui pourrait compenser les effets néfastes des températures élevées.
Les rendements potentiels en riz sont également déterminés par la température et le rayonnement solaire, qui ont le plus grand impact sur le rendement en grains aux stades de la reproduction et de la maturation. Les changements régionaux du rayonnement solaire moyen et des précipitations moyennes peuvent atténuer les effets de la hausse des températures et de la concentration accrue de dioxyde de carbone.
