森林砍伐对一个地区气候的影响raybet雷竞技最新
如果森林被移除，取而代之的是更开阔的植被，比如草地或农田，会发生什么?一般来说，当地气候将受到两种相互竞争的影响。raybet雷竞技最新首先，在更开阔的草地或农田上，树叶之间有一块块较轻的土壤，反照率会更大。这会使表面降温，因为太阳能被直接反射回太空。然而，草地或农作物覆盖的表面越光滑，总量就越小
图6.3。(a)在热带雨林中，潜热吸收的损失和粗糙度占主导地位，预计森林砍伐将导致区域温度升高;(b)在北方森林中(蒸发较少)反照率效应主导森林砍伐，产生冷却。资料来源:作者。
图6.3。(a)在热带雨林中，潜热吸收和粗糙度的损失占主导地位，预计森林砍伐将导致区域温度升高;(b)在北方森林(蒸发较少)，反照率效应在森林砍伐中占主导地位，产生冷却。资料来源:作者。
这个模型是有效的。例如，从欧洲人第一次在北美定居时期开始，美国东部所有地区的温度和降水数据都有很好的时间谱，这是理想的。然后，我们可以比较该地区森林砍伐的“前后”。然而，由于当时没有人收集气候数据，所以没有这样的数据可用，所以我们必须寻求以其他方式验证模型。raybet雷竞技最新幸运的是，目前的一些观测结果支持了模型中关于森林覆盖对气候变化影响的部分总体情况raybet雷竞技最新北美气候．这是以一种无意的“实验”的形式出现的:如果一个地区主要被农作物覆盖，而旁边的另一个地区主要被森林覆盖，会发生什么?为中纬度地区在美国，这些模型会说，与森林相比，农田区域在一天的高峰期会更凉爽，因为开阔的农田将更多的阳光反射回太空，防止在阳光下加热太多。在晚上，春天的温度往往会下降到大致相同的水平，因为在一年中的这个时候，无论植被覆盖程度如何，空气中的水蒸气含量都没有太大的差异。在热带地区，更大的太阳热量加上减少的叶片蒸腾作用往往会产生相反的效果，使农田更热，但在这些中纬度地区，反照率的影响往往更重要日温度范围美国中西部地区(那里几乎没有森林，大部分是农作物)与美国东部地区(那里森林比作物多)的差异表明，它们只是在模型预测的方式上有所不同。在中西部地区，春季和秋季的日气温变化幅度比东部森林地区要小，因为中西部农田白天的气温上升幅度并不比夜间高得多。东西部的差异在晚春时最大，此时东部的森林已经长出了叶子，而中西部的农作物仍然是小幼苗。此时，在中西部的田野里有很多裸露的土壤反射着阳光，而东部的森林已经变黑并开始升温。这与人们对模型的预期一致:清除温带森林，代之以农田，平均气温会略低。
另一组与模式预期一致的有趣观测是上个世纪由气象站记录的东西温差的趋势。raybet雷竞技最新自19世纪后期以来，森林已经在美国东部的废弃农田上重新蔓延。然而，随着农业的发展，中西部的森林比20世纪初少了很多。这些模型可以预测，随着东部森林的增加，春季气温的东西对比将会增加;事实确实如此。
由于森林覆盖的变化，美国也可能经历了降雨模式的变化。科普兰及其同事的一项模拟研究表明，美国东南沿海平原森林的砍伐。自早期殖民时代以来，耕地的替代已经将降雨的峰值区域向南移动。该模型显示，此前该地区雨水最多的地方是阿巴拉契亚山带。但现在，无论是在现实中还是在模型中，降雨最多的地方都在沿海平原的北部边缘，在农田和森林的交界处。这一假设的变化是由于大气上升流的增加导致北部山区森林和起伏的皮埃蒙特地区与南部农田之间的景观突然中断。事实上，最大降雨量恰好发生在模型预测的地方，这是一个令人鼓舞的结果，这表明建模者的预测是正确的。
的影响热带森林砍伐在过去raybet雷竞技最新的传统关注和气候模拟的新结果的推动下，对气候的研究已经占据了环境科学家几十年的时间。由于近几十年来亚马逊地区的森林砍伐速度如此之快，许多观测和模拟森林对气候的反馈的科学工作都集中在这一地区。raybet雷竞技最新各种项目都比较了当地气候，在最近被砍伐为牧场的地区，与邻近的完整森林地区。raybet雷竞技最新这些实地观测结果表明，局部清场地区的日温度变化范围和湿度变化范围都有增大的趋势，在中午出现温度峰值和湿度下降。但总体平均温湿度变化不大。这些都是局部尺度的研究，但如果亚马逊雨林在更大范围内被砍伐，所有的森林都被草原取代，会发生什么?计算机模型模拟了这种大范围破坏的情景，表明温度会升高，而不是水的蒸发从植物和更少的降雨．
亚马逊森林被砍伐后，气温平均会上升1.4摄氏度，这是由于树叶蒸腾吸收的潜热减少，加上树叶顶部雨水的蒸发。可能取代热带雨林的草原树叶无法与整体相比森林的树冠作为一个蒸发表面，草地的草皮无法与森林的密集的根网和海绵土壤有机质相匹配，以保持水分。然而，请注意，尽管亚马逊地区的温度会上升，但由于这种森林砍伐，整个世界会变得更冷。这是因为冷却亚马逊的潜热最终是一个重要的热源到高纬度地区(见下面的部分，关于远程砍伐森林的影响）.
模型预测，如果亚马逊森林全部被砍伐，亚马逊盆地内陆的降雨量将减少约20%，这足以使一些气候边缘地区的雨林变得过于干燥。造成这种情况的主要原因是损失回收热带雨林地区的水蒸气含量。当雨水落在完整的森林上时，大部分雨水会被根垫和土壤捕获，最终被树木吸收，并从树冠的叶子中蒸发。“湿润的空气然后飘向内陆，在那里它可以再次降雨，滋养森林。如果没有森林覆盖，大部分雨水可能会直接流入河流和大海，而不是循环利用。在亚马逊盆地内部，很大一部分(约50%)的降雨依赖于盆地其他地方森林的循环水蒸气。草原覆盖也可以回收部分降雨，但不如森林那么有效。
到目前为止，亚马逊地区的降雨量没有减少，尽管到目前为止，该地区只有相对较小的比例(约12-15%)被砍伐。然而，在世界其他地区，降雨量出现了一些令人不安的减少，看起来可能是森林砍伐的结果。例如，在泰国，过去30-40年间出现了干燥趋势，9月降水量减少了30%(现在减少了100毫米)。raybet雷竞技最新Climate-vegetation模型表明，这一趋势可能是由于自20世纪50年代以来在印度支那发生的大规模森林砍伐造成的。在一定程度上，造成气候变化的原因是森林树冠层蒸发导致雨水循环减少(因此，raybet雷竞技最新水以溪流和河流的形式流入大海)。但是，还有另一种机制。干燥的空气不能促进太多大气中的对流因为水分不会凝结出来，也不会释放潜热，而潜热可能会让空气持续上升。正因为如此，降雨所需的大气不稳定性减少了。有趣的是，泰国的干旱趋势仅限于一年中的某个精确时间;它不存在，例如，当夏天季风是在7月和8月进行。建模系统解释了为什么会这样，并进一步暗示森林砍伐是原因。在季风期间，森林树冠层蒸发的区域影响实际上被来自西方的强风冲走了，这些强风从海洋带走了水分。所以。我们只看到砍伐森林的影响一旦季风过后系统“平静下来”，当西风风已经停止吹，降雨主要来自更多的当地蒸发来源。
另一个森林砍伐可能导致降雨量长期减少的地区是澳大利亚西南部。自20世纪中期以来，珀斯周边地区的降雨量急剧下降。河流的流入比以前减少了42%，这给珀斯市带来了一些重大问题，因为珀斯市将河流作为水资源的来源饮用水．一项建模尝试表明，这种减少有一半是由于土地覆盖变化，森林被农田和牧场取代。在这种情况下，显然起作用的主要机制是陆地表面粗糙度的降低。当树木在那里时，不均匀的冠层产生了更大的垂直空气运动，而更少的水平运动(由于冠层的阻力)。过去，这有利于从海上吹向内陆或从森林蒸发的水蒸气产生降雨，这些水蒸气落在相同的森林地区。现在，根据该模型，潮湿的空气只是进一步向内陆移动，并在那里降落雨水，远离珀斯的集水区。
自20世纪40年代以来，哥斯达黎加失去了大部分森林覆盖，这似乎改变了邻近山区的气候。raybet雷竞技最新现在，云的形成频率降低了，山区“云雾森林”地区的降雨量也减少了。云似乎也在大气层的高处形成，所以它们“错过”了它们以前用来遮蔽和保持湿润的山顶。这些观察结果得到了Richard Lavvton及其同事建立的模型的支持，该模型似乎将因果紧密联系在一起:在曾经是森林的地区，蒸发减少，对流减少，湍流减少，改变了森林的分布云和雨在山上形成的。据预测，云的形成频率会降低，而且当它们形成时，云的位置会更高。云雾森林的干燥被认为是导致数种彩色树木神秘灭绝的原因之一青蛙被称为丑角蛙，只出现在这些山区。
移除树木覆盖的影响不仅发生在以前完全被森林覆盖的地区。一般来说，从模型来看，增加更多叶覆盖的气候效应在高值时“饱和”;非常密集的和相当的没有太大的区别茂密的森林就它对气候的影响而言。raybet雷竞技最新但是，根本没有树和只有一大片树木之间的区别可能要重要得多。即使是拆除非常开阔、不完整的树木覆盖物也可能影响当地气候。raybet雷竞技最新一项对巴西热带大草原的模拟研究表明，只要失去一小部分树木覆盖就足以显著减少降水，增加温度，增加风速湿度更低。所有这些变化都倾向于促进火灾的蔓延，进一步减少树木覆盖;最初砍伐树木的影响会被放大，导致更多的树木消失。
然而，在一些地区，稍微破坏森林覆盖实际上可能会增加降雨量。在Roger Pielke及其同事的一项模型研究中，将格鲁吉亚北部的原始森林覆盖面积(在2000年)替换掉美国东南部)与现在的田野和森林的混合实际上增加了降雨量。这种缓解的关键在于，森林地区非常潮湿，以至于大部分到达森林的太阳能量都变成了潜热，而不是使空气变暖。由于变暖很少，很难维持大量的对流(上升的空气)。相比之下，在田间地区，潜热吸收较少，因此在田间上方的空气可以升温。这导致它通过对流上升到大气中，当它吸收了从邻近森林地区蒸发的潮湿空气。当它到达足够高的大气层时，就会产生风暴云和降雨。这里的关键是，开阔的田野充当对流的“焦点”，增加的对流促进了降雨。
重要的是要记住，在这最后两项研究中——就像大多数关于区域植被-气候影响的研究一样——没有相关的气候数据来证明大自然是否真的像模型所说的那样起作用。raybet雷竞技最新在世界上大多数地方，缺少对气候或植被覆盖的精心控制的观测(人们需要通过比较“之前”和“之后”的情景来测试植被气候反馈模型)。raybet雷竞技最新通常，这是因为“之前”发生在很久以前，在详细记录被保存之前，或者因为“之后”还没有发生。哥斯达黎加、泰国和澳大利亚西部的研究是模拟植被-气候反馈世界的宝贵宝石，因为这些研究提供了详细的数据raybet雷竞技最新气候变化观测raybet雷竞技最新这与植被的变化有关，也可以用一个模型很好地解释。由于确信至少有些东西已经被很好地理解，建模者有信心尝试在更广泛的范围内预测植被气候反馈。raybet雷竞技最新
6.3 RE-AFFORESTATION
目前，当世界上一些地区的森林被砍伐时，其他地方正在恢复它们曾经拥有的森林覆盖。有时，这是由于深思熟虑的规划和种植，就像中国和韩国在最近几十年重新造林的大片地区一样。在其他时候，森林的恢复只是社会和经济力量的副产品。在美国东部。由于农业经济在与大平原上更多产的土地竞争中崩溃，森林又恢复了。例如，在森林覆盖率下降到不到25%之后，罗德岛州现在的森林覆盖率又回到了60%以上。欧洲东北部低地国雷竞技手机版app家现在的森林面积是150年前的几倍。类似的弃地还林过程目前正在东欧部分地区发生。了解这些变化可能会对气候产生什么影响，以及旨在了解过去的模型将会很有趣raybet雷竞技最新森林砍伐影响也可应用于逆向工艺。据推测，这些温带森林的回归会对气候产生变暖的影响。raybet雷竞技最新
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