植物、动物和农业系统已经适应在特定气候中茁壮成长,无论是干旱或潮湿,热带或温带。
随着全球变暖,这些气候带将发生变化,可能扰乱生态系统和农业。昨天发表在《自然·气候变化》杂志上的一项研究首次表明,全球变暖程度越高,这种变化发生的速度就越快。
在进行这项研究之前,科罗拉多大学博尔德分校的气候科学家伊琳娜·马尔斯坦因预计,变暖与气候带变化之间的关系将是线性的。每升高一度,地球陆地面积的某个比例就会改变其气候带。
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但这并不是马尔斯坦因在使用模型数据预测气候带变化时发现的结果。
“这对我们来说是一个很大的惊喜,”她说。
“这种非线性关系的含义是,这些变化的步伐,即发生的速度或频率,随着地球变暖而加快。”
这种转变的速度越快,植物、动物和农业系统调整的时间就越少。
马尔斯坦因的分析表明,如果全球变暖2摄氏度,这通常被科学家视为避免灾难性后果的阈值,那么地球陆地面积的5%将转移到新的气候带。
但如果再升高2度,10%的陆地面积将经历气候变化。
马尔斯坦因通过使用来自13个大气-海洋气候模型的数据进行了这项分析,从1900年到2098年运行这些模型,并跟踪气候带的变化。她追溯过去是为了确保模型准确地表示了这些变化,并使用已知过去气候带如何变化的数据校准了数据。
咖啡和可可可能是早期的受害者
她指出,这项研究的另一个新方面是,发现在较低纬度地区,如亚热带地区,山区最容易受到全球变暖导致的气候带变化的影响。
“人们一直这样认为,但从未被证实,”她说。
咖啡和可可是两种在热带山区种植的重要作物,可能会受到气候变化的影响。
马尔斯坦因清楚地说明了这项研究的局限性,例如,她指出气候模型很难预测降水量的变化。
另一方面,她发现温度是气候带变化的主要驱动因素。美国国家海洋和大气管理局地球系统研究实验室的研究员兼论文合著者约翰·丹尼尔说,气候模型在计算平均温度变化方面要好得多。
“丹尼尔说:“当你改变温度时,气候带更容易被跨越;为了使气候带发生变化,你必须大幅改变降水量。”
他补充说,研究人员在他们的分析中寻找但没有找到的结果之一是阈值效应的证据,即在升高2度或一定量的变暖后,气候带会发生巨大变化。
“即使特定气候带存在阈值,那也可能是一个值得进一步研究的有趣的事情,”他说。
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