Arazi Nasıl Değiştirilir? Reshape Thunderstorm Aktivitesi

Çevremizdeki manzara hava durumu için pasif bir arka plan değildir. Şehirler genişletildiği gibi, ormanlar temizlenir ve tarım alanları doğal bitki örtüsünü değiştirir, bu değişiklikler yerel iklimi aktif olarak değiştirir. Arazi kullanımı değişimin en önemli etkileri arasında, değişen bir iklim modellerine adapte olur. Araştırma giderek artan bir şekilde kentselleşme, deforestation, ve tarımsal uygulamalar da frekansı değiştirebilir ve konvektif fırtınalar zamanlaması.

Hava fırtınaları sıcak, moist hava hızla ve serinler yükselirken, binici bulutlara kontensiyon olarak bilinen bu süreç, yüzey sıcaklığındaki farklar, nem erişilebilirliği ve atmosferik bir istikrarsızlıkla yönlendirilir. Arazi, bu faktörleri doğrudan güneş enerjisinin nasıl emilirse, hava buharının ne kadar havaya serbest bırakılması ve arazinin nasıl rüzgarın aktığını değiştirir.

Arazi-Atmosphere Interactions

Arazinin fırtınaları nasıl etkilediğini anlamak için, arazi-atmosphere değişimin temel fiziklerine bakmak yardımcı olur. Her yüzeyin görünür spektrumda eşsiz bir albedo (reflektiflik), ısı kapasitesi ve kabalık. Örneğin, düşük bir albedo, yüksek bir ısıyı yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş geceleyin.

Bu farklılıklar, yerel dolaşımları yönlendiren yüzey sıcaklığı ve nemdeki varyasyonlar yaratır. Arazinin bir parçası çevresinden daha sıcak olduğunda, yukarıda hava yükselir, komşu bölgelerden daha serin hava çizen bir termal düşük oluşturabilir.Eğer bu hava yeterince nem içeriyorsa, bulutlar formu.Bu, araziye dayalı konveksiyonun arkasındaki temel mekanizmadır ve bu yüzden tarım alanları, ve temiz topraklar tüm fırtına gelişimini etkileyebilir.

Yüzey Enerji Dengesi ve Kıvıltıcı Teşkir

Yüzey enerjisi dengesi, gelen güneş radyasyonunun bölümlüğünü mantıklı ısıya tanımlar (bu havayı ısıtır), geç ısı (bu buharlı sular) ve zemin ısı depolaması. Doğal manzaralar genellikle buharlı ısılar verir.Bu da daha fazla enerji geç ısıya gider.

Uydu verilerini ve hava modellerini kullanarak çalışmalar, kentsel alanların öğleden sonra fırtınalarının frekansını şehrin içinde% 15-30 oranında artırabileceğini göstermiştir.

Bir Thunder fırtınası olarak şehirleşme

Şehirler sadece ısı adaları değil - aynı zamanda kabalık adalarıdır. Uzun binalar ve yoğun altyapı, şehir merkezine yakın rüzgarlar ve yakınlaşmalara neden olan havayı yaratır. Bu yakınlaşma, sıcak sıcaklıklarla birlikte, kentsel alanları ikna etmek için daha büyük olasılıkla şehir merkezleri üzerinde ve şehir genelinde geçiş yapmak için daha yoğundur.

Urban Heat Island Nasıl Geliştirilir

Şehir ısı adası (UHI) etkisi iyi belgelenmiştir. Açık, sakin bir gece, bir şehir merkezinde sıcaklık, kırsal alanlardan 5-10°C daha sıcak olabilir. Bu sıcaklık farkı, akşam ve gece saatlerinde en belirgindir, ancak özellikle yoğun olarak inşa edilen bölgelere devam etmektedir.

Örneğin, St. Louis metropol alanının bir çalışması, yaz fırtınalarının Atlanta, Houston ve Pekin gibi şehirler için bildirilen% 15-20 daha sık olduğunu buldu. Geliş, termal ısıtmanın bir kombinasyonunun, binadan gelen yakınlaşmaya atıldığını ve kentsel sulamadan gelen nemlerin serbest bırakılmasını sağladı.

Kentsel Aerosollar ve Precipitation Processes

Termal ve mekanik etkiler ötesinde, kentsel alanlar da büyük miktarda aerosol yayıyor - araçlardan küçük parçacıklar, endüstriden ve inşaattan. Bu parçacıklar bulut kondensasyon nüklesasyon nükleleri olarak hareket ediyor ve yeterince sayıda bulut mikrofizikselleri değiştirebilirler.In polled kentsel ortamlarda, bulutlar daha küçük yağışlar için gecikme eğilimindedir, bulutlar uzun süre önce uzun süre önce büyümelerine izin verebilir ve daha yoğun yağmur yağdırır.

Ancak, etki her zaman basit değildir. Bazı durumlarda, yüksek aerosol konsantrasyonları, kentsel alanların sistematik olarak fırtına davranışını değiştirmesi, sık sık sık sık selsöpürücüklere daha yoğun ve daha büyük olasılıkla flaş üretmesi için yağışları azaltabileceğini göstermektedir.

Deforestation ve Fragile Moisture Feedback

Eğer kentselleşme fırtınaları artırma eğilimi gösterirse, ormanlar genellikle daha fazla çıplak etkiye sahiptir. Ormanlar su döngüsündeki nem geri dönüşüm yoluyla atmosfere geri dönülemez. Bu ne kadar nem bulut oluşumu ve devam eder.

Atmosphere'un Evapotranspirasyonunu ve kurumasını azalttı

Amazon basin'de, deforestation kuru mevsimsel yağışlarda azalmaya ve kuru mevsimin uzunlamasına yol açıyor. Uydu gözlemleri ve iklim modelleri kullanarak, tropikal ormanı geçmiş veya ekland'ın 30-50% oranında azalttığını gösteriyor. Bu ne kadarlık, ne kadar az yağış, ve bölgedeki fırtına aktivitesini azaltmaktadır.

Güneydoğu Asya ve Orta Afrika'da benzer desenler gözlemlendi, büyük ölçekli orman açıklığı ıslak mevsim boyunca öğleden sonra fırtınaların frekansını azalttı.Nem geri bildirim kaybı sadece toplam yağışları azaltmıyor, aynı zamanda fırtınaların zamanlamasını ve onları daha az güvenilir hale getiriyor.

Yüzey Isıtma ve Yerelleştirilmiş Fırtına Tesirleri

Deforestation genellikle nem azaltırken, gün boyunca yüzey albedo ve daha düşük ısı depolama kapasitesini arttırır ve bu mantıklı ısıtma, bol nem eksikliği için koşullar yaratabilir.

Güney Amazon'da, örneğin, bazı çalışmalar, orman kaynaklı fırtınalardan daha az yağış üretebileceğini buldular, çünkü hava kütlesinin daha sık olduğu ama daha zayıf fırtınalar, hem doğal ekosistemler hem de tarımsal sistemlerde güçlü bir ısı geçişi olmasıdır.

Tarım Arazi Kullanımı ve Fırtına Modulation

Tarımsal manzaralar, şehir ve ormansız araziler arasında bir yere, yağmur fırtınası üzerindeki etkisi bakımından düşerler. Croplands genellikle ormanlardan daha düşük buharlı geçişlere sahiptir, ancak yüksek oranda açıklanmış yüzeylere sahiptir. Ayrıca ilkbaharda da ayrı mevsimlik döngüleri vardır - yaz aylarında bare toprağı ve sonbaharda boklar - bu da etkisini koordine eder.

Irrigated tarım özel bir durumdur. Bir Koridorda ve yarı-yarid bölgelerinde, su yoluyla suların eki yerel nem ve daha düşük yüzey sıcaklıklarını dramatik bir şekilde artırabilir.Bu, günde 10-20'den fazla ısınmış bölgenin olasılığını azaltmaktadır. ancak, atmosferdeki ekstra nem, başka yerlerdeki fırtınaları besleyebilir, U.S. Great Plains'ta, çalışmalar, yaz yağışlarını günde 10-20'den fazla artırdığını göstermiştir.

Tersine, doğal çimlerin kuru toprak tarımına dönüşümü (kırık olmadan) geçen birkaç on yıl boyunca fırtınada düşüşe yol açabilir ve buharlaşmayı azaltabilir. Afrika'nın Sahel bölgesinde, yağmur yağdıran tarım için ağaçlı su içme suyuyla ilgili net bir düşüşle bağlantılıydı.

Fırtına Timing ve Frekans Değişiklikler

Arazi kullanımı değişiklikleri sadece fırtına formlarının – aynı zamanda formlar değiştiğinde etkilemez.Kentsel alanlar, ortadan sonraki günden sonra güne kadar yoğun aktivitenin zirvesini değiştirir, çünkü inşa edilmiş çevre mağazaları yavaş yavaş serbest bırakmaktadır.

Bu zamanlama değişimi pratik sonuçlar doğurmaktadır. şehirlerde, daha sonra fırtına zamanlaması flaş selleme riskini artırabilir çünkü fırtınalar her gün ısıtmadan sonra meydana gelir, ağır yağmur için potansiyeli maksimize edebilir. Ayrıca akşamları ve açık aktiviteleri bozabilir.

Frequency changes are also important. Urbanization generally increases the number of thunderstorm days in and downwind of the city, while deforestation reduces them in the core deforestation zone but may increase them at the edges due to boundary effects. Large-scale land use change, such as the conversion of forest to oil palm plantations in Indonesia, can alter storm tracks and precipitation patterns over hundreds of kilometers.

Hava Önlem ve İklim Adaptasyonları için Implikasyonlar

Arazinin fırtınaları nasıl etkilediği anlayışı hızla ilerliyor, ancak önemli zorluklar hala karmaşık arazi kullanımı değişikliklerinde arazi yüzeyi heterojenliği temsil etmek için mücadele ediyor.

Bu modelleri geliştirmek, yüksek çözünürlüklü arazi yüzeyi verilerini, daha iyi subgrid-ölge süreçlerinin temsilini ve daha fazla toprak nezaretini ve yüzey enerji fluxes'i geliştirmek için gereken uydu misyonlarını gerektirir.

İklim adaptasyonu için, mesaj açıktır: arazi kullanımı planlama iklim planlamasıdır. Şehirler daha yeşil alanlar dahil ederek şehir fırtına gelişimini azaltabilir, yansıtıcı yüzeyler ve ısı ada etkisini azaltan su özellikleri. Orman koruma ve restorasyonu, tarım alanlarında kritik olan bölgesel nem geri bildirimlerini koruyabilir, tarım alanlarında koruma sağlar, eklenme ve stratejik sulama tesislerini stabilize edebilir.

Arazi kullanımı ve fırtınalar arasındaki bağlantı da sel risk yönetimi, su tedarik planlaması ve hatta yenilenebilir enerji. Rüzgar ve güneş çiftlikleri yerel hava modellerine karşı hassastır ve fırtına frekansındaki değişiklikler, bu geri bildirimleri ölçeklendirmek için önemlidir.

Bir Yol İlerisi

Arazi kullanımı değişiklikleri, dünyadaki fırtına patlayan patlar, dramatik bir şekilde ince olan etkilerle, kentselleşmenin karmaşıklığını, sık sık sık ve yoğun fırtınalar yaratıyor. Deforestation, diğer yandan, nem erişilebilirliğini azaltır ve fırtına frekansı ve yoğunluk arasındaki dengeyi değiştirebilir.

Bilim açıktır: Bu bilgiyi hava modellerine entegre etmek, kentsel planlamaya ve arazi yönetimi, değişen bir iklimde dayanıklılık oluşturmak için kritik olacaktır.

Daha fazla okuma için, Ulusal Okyanus ve Atmospheric Administration'ın kentsel hava etkileri hakkında genel bakışını görmek, Dünya Meteorolojik Organizasyonun toprak-atmosphere etkileşimlerine olan rehberlik ve arazi üzerinde yayınlanan araştırma, değişim ve konveksiyon.