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今天是世界气象日,请看南信大一项研究成果 ——

南方将“骤旱” 北方趋湿润

2020-03-23来源:新华日报作者:林雯 杨频萍作者(文):作者(图): 发布: 责编:林雯访问量:10

干旱是我国主要的气象灾害之一,大家都不陌生,但是对“骤旱”这一越来越频发的特殊干旱现象,你又了解多少?今年3·23世界气象日的主题是“气候与水”,南京信息工程大学水文与水资源工程学院院长袁星教授介绍,未来中国发生骤旱的风险可能将显著增加,到本世纪中叶,部分南方湿润省份骤旱风险将增加40%;骤旱事件的增加主要由人类温室气体排放造成,归因占比77%。相关研究成果于近期发表在《自然-通讯》上。

“闪电”般的干旱,在相对湿润地区更易出现

世界资源研究所2019年发布的报告显示,全球约1/4的人口面临极度缺水的危机。我国人均水资源占有量不足世界平均的1/4,也是全球人均水资源最匮乏的国家之一。

河湖干涸、草木枯萎、饮水受限、粮食减产……干旱一直威胁着人类社会。更需警惕的是,在全球气候变化的影响下,干旱影响的区域正在悄悄发生改变,中国原本湿润的地区或将频发骤旱事件。

 “一般而言,干旱是一种缓慢发展的气候现象,往往是由降水亏缺引起,需要数月甚至更长的时间才能达到强度和范围上的最大值。”袁星介绍,在异常高温和降水亏缺的共同作用下,通常会造成局地土壤湿度持续亏损、蒸散发增加,这种发生发展迅速、预见期短、强度大、破坏性强的干旱事件就是“骤旱”。通过5年攻关,袁星及其合作者们发展了一套识别骤旱的指标体系和方法,并对中国和非洲等地区的骤旱成因、趋势等进行了定量分析。相关成果多次发表在《自然》旗下刊物。

骤旱在英文中称为“Flash drought”,即如闪电般的干旱。“我们对它发生的时间范围界定在15-60天之内,它最显著的特征是发展迅速。”袁星说。由于突发性强、强度大,骤旱可能会对生态系统、农业生产以及生活用水造成难以估量的危害。例如2012年美国中部的骤旱就曾造成数十亿美元的经济损失,2013年中国长江中下游骤旱不仅导致多省市农作物受灾数千公顷,连饮用水供给都出现困难。

那么江苏去年夏秋季节出现五十多年一遇的强干旱事件是否属于骤旱?“我们通过分析欧洲中心最新的土壤湿度资料,发现这次夏秋连旱很可能与春末发生在苏南和皖南的骤旱有密切联系。这类由骤旱触发的季节强干旱事件往往影响巨大,也是最难预测的干旱。”袁星说,“从模型分析来看,未来江苏部分地区发生骤旱的频率有增加趋势,但信号并不是很显著,还需要进一步研究。”

通过模型计算,袁星及其合作者们预测,到本世纪中叶,贵州、广西、广东、浙江等南方湿润地区的骤旱风险将增加40%,而在北方半干旱地区骤旱风险却有所降低。综合来看,未来中国的骤旱风险仍有显著上升趋势。

21世纪中叶30年相比于20世纪末30年骤旱暴露度风险变化百分比

21世纪中叶30年相比于20世纪末30年骤旱暴露度风险变化百分比

 “南涝北旱”现象正在逐渐改变

为什么传统湿润、半湿润地区的骤旱风险增高了,而干旱、半干旱地区的骤旱风险却会降低?

袁星介绍,中国东部大部分地区雨热同期,高温天气往往出现在雨季。再加上湿润半湿润地区水汽充足,当雨季少雨时,高温热浪会加速水分的损失;同时较湿润地区植被茂盛,缺水时植物也可以从深层土壤汲取水分,有利于蒸散发的增加,容易形成骤旱。

“中国骤旱更易出现在较湿润地区,与全球气候变化有很大的关系。”袁星解释道,全球气候变暖导致众多水文气象要素的变率增加,干旱、洪涝更易出现。同时,温室气体的增加改变了大气外辐射的强度,一方面带来更多的高温热浪,加速湿润地区水分的蒸散发;另一方面,外辐射的增强也改变了云的分布,季节性降雨变得愈发不稳定,进而改变了传统的区域降水分布。

“例如我们以前常说中国南涝北旱,但这种现象正在逐渐改变。”袁星说。根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次报告里的未来预估结果以及最新的第六次耦合模式比较计划数据分析显示,中国北方干旱地区将变得越来越湿润,而南方湿润地区却会越来越干。“这与我们计算出的骤旱发生趋势也是一致的,尽管南涝北旱的转变也与气候自然变率有密切关系”,袁星说。

“在气候变化的大环境下,中国骤旱事件的增长趋势是非常明显的,它并不因为自然现象引起的短暂升温放缓而改变。”袁星举了个例子,在20世纪末一次强厄尔尼诺现象消失之后,全球平均气温上升有所减缓,但骤旱事件的上升趋势却增加了三倍,“这与年代际和年际尺度土壤湿度减少和蒸散发量增加密切相关。”

“人类活动对于骤旱的影响很显著。”袁星的研究结果表明,其中77%归因于温室气体排放引起的气候变化,同时骤旱暴露度风险也将随着人口的增长而提升。“说明人类活动引起的气候变化既改变了传统的干旱区域,也改变了干旱的特征。在部分地区‘骤旱’也许将成为一种新常态。”袁星说。

建立预测预报模式是当务之急

与一般干旱相比,骤旱对生产生活的影响可能更大。“骤旱发生得很快,给我们的响应时间很短,比较难以及时应对;而且骤旱往往发生在相对湿润地区的夏季,此时这些地区的注意力更多放在防汛上,对应对骤旱缺乏准备。”袁星认为,除了对人类社会造成负面影响外,骤旱情况下当地生态系统也相对更加脆弱。

此外,对于一般干旱的监测和预报已经有比较成熟的模式,但目前全球还没有一套模式可以准确地预测某次骤旱事件的发生。“现在学界对骤旱的研究都还在起步阶段,当务之急,应该进一步厘清骤旱的变化特征和形成机制,以开发出应对骤旱的预测预报模式。”袁星表示,目前团队的气候-水文耦合模式,能够预估在全球变暖情况下,较长时间尺度内骤旱的发生趋势,但是实现对骤旱的实时预报仍有难度。“我们现在的短期天气预报和长期气候预测都比较完善,但10-30天的延伸期预报仍旧是世界性的难题,骤旱往往就发生在这个时间内。因此我们要加大力度发展高分辨率地球系统模式,为应对变化环境下的极端事件提供更可靠的科学工具。”

而关于骤旱对植物生长、自然生态等会产生什么样的影响,如何进行客观评价,还需要更多学科的专家学者和各部门的协作攻关,对骤旱开展更加广泛深入的研究,建立相应的早期预警系统,才能更好地开展骤旱防治。

“当然,从根本上来说要节能减排。”袁星表示,人类活动对全球变暖的影响很大。2016年,由于强劲的厄尔尼诺现象和人为因素的结合,使它成为有记录以来最热的一年。而2019年即使没有发生强厄尔尼诺,它也成为了有记录以来第二个温暖的年份。“只有减少碳排放,减缓全球变暖的趋势,才能减少骤旱以及其他许多自然灾害对人类社会的威胁。”

http://xh.xhby.net/mp3/pc/c/202003/23/c756510.html 20200323 6版

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