氣候變化與個人密切相關

新興的降尺度領域正在幫助人們應對鄰近地區的氣候變化。

如果你想知道有多少小事真的重要,可以考慮一下山松甲蟲。 大致相當於一粒米的大小,有光澤的黑色昆蟲僅存活一年左右,但是一隻雌性甲蟲可以行進到30英里,找到一棵松樹,它的幼蟲可以孵化並吃掉樹皮的內部。 一大堆甲蟲可以摧毀像八層樓高的松樹,因為樹首先滲出樹液,然後它的針變成生鏽的紅色。

在過去的十年中,在美國西部和西南部,從阿拉斯加到南加利福尼亞州的松樹林中,數百萬英畝的松樹已經死於任何人見過的最嚴重的松樹甲蟲流行病之一。

根據對全球變暖的預測,林業工作者已經懷疑二十多年來昆蟲爆發了。 溫暖的天氣可以使甲蟲和其他昆蟲有機會在寒冷的北方氣候和高海拔地區擴展到新的領域。 早在1991,美國林務局的管理人員就開始討論如何為更廣泛的害蟲流行做準備。 但是,全球對氣候變化的預測雖然與大規模趨勢一致,但並不具體到足以辨別溫度和地形的變化(例如沿山坡的不同高度),這些變化可能對甲蟲產生影響。

預測氣候變化如何影響植物和昆蟲

全球氣候模型將地球划分為一個巨大的網格,並將黃石國家公園大小的任何東西劃分為一兩個像素。 猶他州立大學的數學教授,使用數學模擬來預測氣候變化如何影響的詹姆斯鮑威爾說:“這些東西最終會對甲蟲產生影響,其中很多東西將會在這些模型的規模上消失。”植物和昆蟲。


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這些結果有助於回答實際問題 - 例如乾旱可能在整個非洲傳播,或者萊姆病在緬因州變得多麼糟糕,因為溫暖的冬天讓鹿蜱向北行進。

在過去的幾年裡,氣候科學和超級計算的進步已經開始為鮑威爾這樣的人提供一個更複雜的未來圖景:氣候變化模型可以放大到超本地尺度。 在2011,愛達荷大學推出了一個 模型 估計整個美國大陸地區的未來氣候面積只有兩英里半。 結合從加利福尼亞州南部到華盛頓北部的一系列地點收集的樹木和溫度的多年實地數據,這足以讓鮑威爾和他的合作者,美國林務局昆蟲學家Barbara Bentz開始繪製松樹的地圖。甲蟲可能會擴展到整個西方。 他們會將結果提供給森林和公園管理人員,以便他們可以開始規劃如何應對未來的甲蟲攻擊。

現在,世界各地正在使用這種小規模模型來詳細預測氣候變化將如何影響生活的基本要素。 這是一個名為“降尺度”的過程 - 一個迅速崛起的研究領域。 科學家從數十個全球氣候模型中的一個或多個開始,以及有關天氣和地形的真實數據。 他們使用複雜的計算機模擬,統計計算或兩者來確定他們對特定領域的預測。 這些結果有助於回答實際問題 - 例如乾旱如何在非洲蔓延,萊姆病在緬因州變得多麼糟糕,因為溫暖的冬天讓鹿蜱向北行進,或哥倫比亞河在本世紀中葉或末期多久會氾濫。

對細節的需求

內布拉斯加大學林肯分校的氣候科學家羅伯特奧格爾斯比說:“大部分注意力實際上都是從基礎研究轉向更多應用方面。” “使用高分辨率氣候模型降尺度,這些氣候變化會產生什麼影響?”

今年春天,奧格爾斯比和另一位UNL氣候科學家Clinton Rowe發布了縮小​​模型的結果,這些模型以危地馬拉的鋸齒狀山地地形分辨了兩英里半。 在一個已經容易發生泥石流和暴力沿海風暴以及大量貧困人口的國家,氣候變化的後果尤為嚴重。 但危地馬拉的地形是如此不平衡,很難用全球氣候模型的大筆劃來形象化全部影響。 在美洲開發銀行和危地馬拉政府的資助下,Oglesby和Rowe正在培訓危地馬拉的科學家,使用新的預測來計算具體問題,例如氣候變化如何影響洪水,農業或水力發電。

漢森說,在溫室氣體排放量居高不下的情景中,昆蟲和乾旱會破壞大面積的森林,將其變成大約2100的灌木和草地。

這種類型的研究響應了對越來越多有關氣候變化的詳細信息的需求。 例如,在美國,奧巴馬政府要求所有聯邦機構制定適應氣候變暖和惡化風暴,洪水和其他災害的計劃。

縮小的模型也可以引起關注,有時是令人震驚的生動細節,釋放過多二氧化碳的後果。 今年9月,美國國家航空航天局公佈了美國的氣候預測範圍更近 - 半英里的分辨率 - 基於氣候科學家的主要國際機構 - 政府間氣候變化專門委員會的最新全球模型。 蒙大拿州立大學的安德魯·漢森正在利用美國宇航局的數據來估計公共土地可能發生的情況,例如落基山脈北部的黃石公園,大提頓國家公園和冰川國家公園。

漢森說,在溫室氣體排放量居高不下的情景中,昆蟲和乾旱會破壞大面積的森林,將其變成大約2100的灌木和草地。 如果沒有樹木覆蓋,山地積雪會減少,這會使西方的水源匱乏。 “這非常引人注目。 落基山脈北部是西部的水塔,“他說。

更多的不確定性

雖然全球氣候模型描繪了一個地球變暖的明確景象,但小規模的不確定性更大。 例如,美國西南部幾乎肯定會變得更乾燥。 但研究人員是否可以對帕薩迪納的一平方英里進行可靠的預測,這對於當地水區的清晰可靠性已經開始為即將到來的事情做準備了?

愛荷華州立大學氣象學教授威廉古托夫斯基說:“當然值得探索那些精細的空間尺度,比如一公里,但我們必須弄清楚我們所知道的和不知道的東西。” Gutowski是一群科學家的一部分,他們在五年前組建了一個名為“協調區域氣候降尺度實驗”的合作項目,該實驗是世界氣候研究計劃的一個項目。

來自韓國,澳大利亞和意大利等地的研究機構的科學家們正在努力將全球範圍內正在發生的降尺度的獨立工作結合起來,並找出哪些方法能夠產生最可靠的結果。 他們還在全球範圍內以相同的規模(約31英里)開發縮小的預測範圍,這些預測可供全球科學家使用,包括那些可能無法獲得與其他研究人員相同的超級計算技術的發展中國家。

研究人員正在繪製平方英里的平方英里,繪製洛杉磯內陸社區的夏日悶熱情況,並且在聖加布里埃爾山脈的山坡上降雪的頻率會降低。

在加利福尼亞大學洛杉磯分校的大氣和海洋科學系,科學家亞歷克斯·霍爾領導的團隊開創了一種降尺度方法,他認為這種方法可以消除小範圍內的一些不確定性。 UCLA方法不像一些全球氣候模型那樣依賴於降尺度方法,而是將計算機模擬和統計結合起來,將32模型的結果匯總在一起。 Hall的團隊現在正在為洛杉磯製作當地氣候預測,其中包括該城市和2009的美國復甦與再投資法案等資金。 研究人員正在繪製平方英里的平方英里,繪製洛杉磯內陸社區的夏日悶熱情況,並且在聖加布里埃爾山脈的山坡上降雪的頻率會降低。

一個當地環保組織打電話給 氣候解決由前市水務和電力專員Jonathan Parfrey創立,他利用加州大學洛杉磯分校的研究結果,幫助激發公眾討論綠化洛杉磯和準備應對氣候變化的影響。 去年,Parfrey的團隊幫助推動洛杉磯成為第一個採用建築規範的主要城市,涼爽的屋頂,“這反映了陽光,使房屋不易過熱,在新的和翻新的房屋上。 Parfrey認為,縮小尺寸的車型還提供了切實可行的細節,以喚醒人們的利害關係。

“通過深入到社區層面,我們將幫助人們了解氣候變化對他們,他們的家庭,他們的家庭意味著什麼,”他說。

這篇文章最初出現在 Ensia


關於作者

Madeline OstranderMadeline Ostrander是一名獨立記者,是YES!的特約編輯。 雜誌,以及2014年國家衛生新聞研究員。 她為《半島電視台美國》,《國家》和《高鄉村新聞》等媒體撰寫有關氣候變化和環境的文章。 她住在華盛頓州西雅圖市。


推薦書:

氣候賭場:風險,不確定性和經濟學全球變暖
作者:William D. Nordhaus。 (出版社:耶魯大學出版社,10月2013)

氣候賭場:William D. Nordhaus的“變暖世界的風險,不確定性和經濟學”。威廉·諾德豪斯(William Nordhaus)匯集了圍繞氣候辯論的所有重要問題,描述了所涉及的科學,經濟學和政治學,以及減少全球變暖危險的必要步驟。 他使用任何關心的公民都可以使用的語言,並小心地公平地提出不同的觀點,他從頭到尾討論了這個問題:從一開始,變暖源自我們個人的能源使用,到一開始,社會採用法規或稅收或減緩造成氣候變化的氣體排放的補貼。 諾德豪斯(Nordhaus)提供了新的分析,分析了早期的政策(例如《京都議定書》)為何未能減緩二氧化碳的排放,新方法如何取得成功以及哪些政策工具將最有效地減少排放。 簡而言之,他闡明了我們這個時代的一個決定性問題,並提出了減緩全球變暖軌蹟的下一步關鍵步驟。

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