2019年8月18日,人们走着去参加在冰岛橡树冰川原址上举行的冰川“纪念仪式”,以纪念因气候变暖而消失的第一座冰川——橡树冰川。新华社画报
“3月23日”是世界气象日,今年的主题是“气候与水”。南京信息技术大学水文与水资源工程学院院长袁星教授表示,未来中国突发性干旱的风险可能会显著增加。中国南方和北方的干旱现象正在逐渐改变。南方越来越干燥,北方越来越潮湿。到本世纪中叶,南方一些潮湿省份突然干旱的风险将增加40%。突发性干旱事件的增加主要是由人类温室气体排放造成的,占77%。
这一相关的研究结果最近发表在《自然通讯》上。
“闪电”干旱更有可能发生在相对潮湿的地区。
在全球气候变化的影响下,受干旱影响的地区正在悄然发生变化。南美洲的亚马逊、美国中部的大平原和我国南部地区都处于干旱趋势。中国原本潮湿的地区会经常发生突发性干旱。
一般来说,干旱是一种发展缓慢的气候现象,需要几个月甚至更长时间才能达到强度和范围的最大值袁星说,在异常高温和降雨不足的共同作用下,当地的土壤湿度通常会继续遭受损失,蒸散量会增加。这种发生发展迅速、预报周期短、强度高、破坏性强的干旱事件称为“突发性干旱”。
经过五年的攻关,袁星和他的合作者开发了一套识别突发性干旱的指标体系和方法,并对中国、非洲等地区突发性干旱的成因和趋势进行了定量分析。相关成果已在《自然》杂志上多次发表。
突如其来的干旱是闪电般的干旱。“其发生的时间范围限于15-60天。它最突出的特点是发展迅速。”袁星说道。由于突发性的强度和强度,突发性干旱可能对生态系统、农业生产和生活用水造成不可估量的危害。例如,2012年美国中部的突然干旱造成了数十亿美元的经济损失。2013年长江中下游地区的突然干旱不仅影响了许多省市数千公顷的农作物,还使得饮用水供应困难。此外,2015/16年南部非洲的突然干旱、2017年美国北部平原的突然干旱以及2018年澳大利亚昆士兰州南部的突然干旱都造成了巨大的经济损失和社会影响。
去年江苏夏秋两季发生的50多年一遇的大旱是突发性干旱吗?“通过分析欧洲中心最新的土壤湿度数据,我们发现今年夏秋干旱很可能与春末江苏南部和安徽南部的突然干旱密切相关。这种由突发性干旱引发的季节性干旱事件往往影响很大,是最难预测的干旱。”袁星说:“从模型分析的角度来看,江苏部分地区未来突发性干旱的发生频率将会增加,但信号不是很明显,需要进一步研究。”
通过模型计算,袁星和他的合作者预测到本世纪中叶,南方湿润地区如贵州、广西、广东和浙江的突发性干旱风险将增加40%,而北方半干旱地区的突发性干旱风险将降低。总的来说,中国突发性干旱的风险在未来仍将有明显的上升趋势。
“南涝北旱”的现象正在逐步改变
为什么突然干旱的风险在传统的潮湿和半潮湿地区增加了,而在干旱和半干旱地区减少了?袁星介绍说,在中国东部的大部分地区,雨和热是在同一时期,高温天气经常发生在雨季。此外,在潮湿和半潮湿地区有足够的水蒸气。雨季少雨时,高温热浪会加速水分流失。与此同时,在较潮湿的地区,植被茂盛。当缺水时,植物也可以从深层土壤中吸取水分,这有利于增加蒸散量,并且容易发生突发性干旱。
“中国的突发性干旱更有可能发生在更潮湿的地区,这与全球气候变化密切相关。”袁星解释说,全球变暖导致许多水文气象因素的可变性增加,干旱和洪水更有可能发生。与此同时,温室气体的增加改变了大气层外的辐射强度。一方面,它带来了更多的高温热浪,加速了潮湿地区水分的蒸发。另一方面,外部辐射的增强也改变了云层的分布,季节性降雨变得越来越不稳定,从而改变了传统的区域降雨分布。
“例如,我们过去常说中国南方遭受洪水,北方遭受干旱,但这种现象正在逐渐改变。”袁星说道。根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次报告的未来预测结果和最新数据分析,中国北方的干旱地区将变得越来越潮湿,而中国南方的潮湿地区将变得越来越干燥。“这也与我们计算的突发性干旱趋势一致,尽管南方涝灾和北方干旱的变化也与气候变化的自然速率密切相关。”袁星说道。
“在气候变化环境下,中国突发性干旱事件的增长趋势非常明显。它不会因自然现象导致的暂时变暖减缓而改变。”袁星举了一个例子。在20世纪末强烈的厄尔尼诺现象消失后,全球平均气温上升速度减缓,但突发性干旱事件的上升趋势增加了三倍。“这在年代际和年际尺度上与土壤水分减少和蒸散增加密切相关。”
"人类活动对这场突如其来的干旱有重大影响."袁星的研究结果表明,其中77%是由于温室气体排放引起的气候变化,并且突然干旱暴露的风险也将随着人口增长而增加。“这表明,人类活动造成的气候变化已经改变了传统的干旱地区和干旱的特点。突然干旱可能会成为一些地区的常态。”袁星说道。
迫切需要建立一个预测模型
与一般干旱相比,突发性干旱可能对生产和生活产生更大的影响。“突如其来的干旱发生得非常快,给我们的反应时间很短,很难及时应对。此外,在相对潮湿的地区,夏季经常发生突发性干旱。目前,这些地区更注重防洪,对突发性干旱准备不足。”袁星认为,在突如其来的干旱下,除了对人类社会造成负面影响外,当地的生态系统也相对脆弱。
此外,干旱监测和预测的模型已经比较成熟,但世界上还没有一套能够准确预测突发性干旱事件发生的模型。
袁星表示,实现突发性干旱的实时预测仍然很困难。10-30天的延长期预报仍然是一个世界性的问题,在此期间经常发生突发性干旱。因此,只有对突发性干旱进行更广泛深入的研究,了解其气候动力学机制,定量评价突发性干旱对生态环境的影响,并建立相应的预警系统,才能更好地进行突发性干旱的防治。“高分辨率地球系统模型可以通过精细描述自然系统和人类社会之间的相互作用,为人类有序地适应突发干旱等极端事件提供更先进的科学工具,这需要更多的研究和开发工作。”袁星强调道。
"当然,节能减排是至关重要的."袁星说,人类活动对全球变暖有很大影响。只有通过减少碳排放和减缓全球变暖的趋势,才能减少突发性干旱和许多其他自然灾害对人类社会的威胁。
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