Convective-Scale Impacts of Deforestation on Amazonian Rainfall

森林砍伐对亚马逊降雨的对流规模影响

基本信息

  • 批准号:
    NE/V012681/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 69.9万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2021 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

The Amazon rainforest contains 40% of all remaining tropical rainforest in the world, but has seen rapid deforestation since the 1960s, and as much as 40% of the Brazilian Amazon could be deforested by 2050. Land-use change is an important man-made driver of climate change. We know that deforestation will generally make the atmosphere both warmer and drier, but how these changes will affect rainfall is more complex. Climate models mostly predict that deforestation will reduce rainfall, but the amount varies from 0 to 60% across different studies. Climate models use grid boxes of 10s to 100s km, which are much larger than a typical cloud. While cloud properties can be estimated from the conditions in the grid box, calculating the amount of rainfall is very uncertain, especially in the tropics. One solution is to run a model with much smaller grid boxes, but focusing on a small region, so that clouds and the detailed deforestation patterns found in the Amazon can be represented explicitly. These studies show that the surface patterns alter local weather patterns, increasing rainfall over the deforested patches, which contradicts climate models. However, because these studies focus on smaller regions, we do not know if these local effects are important for the water cycle of the entire Amazon.This project will combine both approaches, using the increased computing power now available to simulate, for the first time, the entire Amazon basin while also explicitly representing clouds. This is a crucial improvement, because past studies have shown that resolving clouds leads to a complete change in model behaviour, greatly improving how tropical rainfall is represented, including climate extremes like flooding and droughts which have the most impact on local populations. We will use these simulations to investigate how increasing deforestation will affect rainfall over the Amazon, and how these changes compare to those caused by global climate change driven by increasing carbon dioxide levels. The project is particularly exciting because it will provide a comprehensive understanding of how deforestation affects rainfall, simulating both changes in regional climate and the local weather patterns within it which directly affect people. Tropical rainfall is a key area of research in climate modelling, because although it is the most important climatic parameter to end users, it is also the most uncertain. For example rainfall drives a number of economic sectors such as agriculture and hydroelectric power, and while deforestation is used to clear land for agriculture, reductions in rainfall could reduce the yield per hectare, negating any economic gain from increasing the agricultural area. Patterns of deforestation can also affect where it rains, which could help planners identify ways to mitigate some of the negative effects on the remaining forest. This project will engage with stakeholders in the region through workshops to improve our physical understanding in a targeted way to address global challenges which have direct relevance to many people.
亚马逊雨林中占世界上所有剩余的热带雨林中的40%,但自1960年代以来已经迅速森林砍伐,多达2050年的巴西亚马逊可能会在2050年进行辩护。土地利用变化是气候变化的重要人工驱动力。我们知道,森林砍伐通常会使大气既温暖又干燥,但是这些变化将如何影响降雨更加复杂。气候模型主要预测森林砍伐将减少降雨,但在不同研究中,量的数量从0到60%不等。气候模型使用10至100 km的网格盒,比典型的云大得多。虽然可以从网格框中的条件中估算云特性,但计算降雨量的数量非常不确定,尤其是在热带地区。一种解决方案是运行一个较小的网格框的模型,但专注于一个小区域,以便可以明确表示云和亚马逊中发现的详细森林砍伐模式。这些研究表明,表面模式改变了当地的天气模式,增加了森林砍伐斑块的降雨量,这与气候模型相矛盾。但是,由于这些研究的重点是较小的区域,我们不知道这些局部效应是否对整个亚马逊的水周期都很重要。该项目将使用现在首次可用来模拟整个亚马逊盆地的计算能力来结合这两种方法,同时也明确表示云。这是一个至关重要的改进,因为过去的研究表明,解决云会导致模型行为的完全改变,从而大大改善了热带降雨的代表,包括极端气候和对当地人口影响最大的干旱等气候极端。我们将使用这些模拟来研究增加森林砍伐将如何影响亚马逊的降雨,以及这些变化与由二氧化碳水平增加所驱动的全球气候变化所引起的变化相比。该项目尤其令人兴奋,因为它将对森林砍伐如何影响降雨,模拟区域气候的变化以及直接影响人们的当地天气模式的变化。热带降雨是气候建模研究的关键领域,因为尽管它是最终用户最重要的气候参数,但它也是最不确定的。例如,降雨驱动了许多经济部门,例如农业和水力发电,虽然森林砍伐用于清除土地以进行农业,但降雨量的减少可以降低每公顷的产量,从而否定了增加农业地区的任何经济收益。森林砍伐的模式也会影响下雨的地方,这可以帮助计划者确定减轻对剩余森林的负面影响的方法。该项目将通过研讨会与该地区的利益相关者互动,以一种有针对性的方式来解决与许多人直接相关的全球挑战。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Contrasting impacts of forests on cloud cover based on satellite observations.
  • DOI:
    10.1038/s41467-022-28161-7
  • 发表时间:
    2022-02-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Xu R;Li Y;Teuling AJ;Zhao L;Spracklen DV;Garcia-Carreras L;Meier R;Chen L;Zheng Y;Lin H;Fu B
  • 通讯作者:
    Fu B
Deforestation and changes in rainfall across the Amazon - reducing uncertainty using a continental scale convection permitting domain
亚马逊地区的森林砍伐和降雨量变化 - 使用大陆范围的对流允许域减少不确定性
  • DOI:
    10.5194/egusphere-egu23-6107
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bassett R
  • 通讯作者:
    Bassett R
Detection of Land-Use Change and Rapid Recovery of Vegetation after Deforestation in the Congo Basin
刚果盆地森林砍伐后土地利用变化和植被快速恢复的检测
  • DOI:
    10.1175/ei-d-22-0020.1
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Adams C
  • 通讯作者:
    Adams C
Assessing the Magnitude of the Amazonian Forest Blowdowns and Post-Disturbance Recovery Using Landsat-8 and Time Series of PlanetScope Satellite Constellation Data
使用 Landsat-8 和 PlanetScope 卫星星座数据的时间序列评估亚马逊森林排污和灾后恢复的程度
  • DOI:
    10.3390/rs15123196
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Ping D
  • 通讯作者:
    Ping D
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  • 作者:
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    David Schultz
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    2016
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  • 作者:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    J. Rosenberg;David Schultz;Luis E. Duarte;S. Rosen;Adil Raza
  • 通讯作者:
    Adil Raza
Comment on wcd-2021-12
  • DOI:
    10.5194/wcd-2021-12-rc2
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.2
  • 作者:
    David Schultz
  • 通讯作者:
    David Schultz

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知道了