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      全球變暖背景下驟旱將成干旱新常態
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        江南水鄉竟然也會發生大旱,我國“南澇北旱”的格局正在改變,最快15天就會發生一場特殊的干旱災害……


        近年來,全球范圍內的干旱事件頻發,其中,有一類發展迅速、預見期短、強度大、破壞性強的干旱——驟旱也愈加頻繁與強烈。


        4月14日,南京信息工程大學水文與水資源工程學院袁星教授團隊在《科學》雜志刊發文章,指出在過去幾十年中,全球干旱正在經歷由緩旱向驟旱的轉變,而這種轉變與人類活動引起的氣候變化顯著相關。未來,迅速暴發的驟旱將成為全球變暖背景下干旱的新常態。該文章被選為《科學》雜志同期亮點成果。


        未來,在這個70%地表被水覆蓋的星球上,我們面對的干旱災害風險或將越來越大。


      驟旱在濕潤地區更易出現


        一般而言,干旱是一種緩慢發展的氣候現象,需要數月甚至更長的時間才能達到強度和范圍上的最大值。


        什么是驟旱?顧名思義,驟旱是指在異常高溫和降水極度虧缺的共同作用下,局地土壤濕度快速下降,在數周內即發展至重度干旱的干旱事件。


        驟旱在英文中被稱為“flash drought”,即如閃電般的干旱。由于突發性強、強度大,驟旱會快速降低陸地生態系統的碳匯功能,導致湖泊等地表水體迅速干涸,嚴重影響生態環境和水資源安全。


        “過去的研究發現,驟旱在全球不同地區有增加的趨勢。但由于氣候變化背景下緩慢發展的干旱也可能增加,全球干旱是否已向驟旱轉變尚不明朗?!痹钦f。


        為了揭示這一問題,研究團隊選取了1951—2014年間的數據,根據干旱暴發速度,將次季節尺度的干旱劃分為緩旱和驟旱,并利用驟旱比例的變化描述次季節干旱的轉變特征。結果顯示,全球次季節干旱暴發速度顯著加快,并存在由緩旱向驟旱轉變的情況。


        研究發現,在聯合國政府間氣候變化專門委員會發布的《極端事件特別報告》(IPCC SREX)劃分的區域中,歷史上,全球約74%的陸地區域驟旱比例及干旱暴發速度均呈上升趨勢。尤其是在歐洲、北亞、非洲薩赫勒以及南美洲西海岸等地,伴隨著驟旱比例及干旱暴發速度的上升,這些地區驟旱風險不斷加劇,正經歷著由緩旱向驟旱的平穩轉變。


        此外,在全球大多數地區,次季節尺度干旱的發生速度均有所提高,為干旱轉變提供了可能。通過攻關,袁星團隊發展了一套識別驟旱的指標體系和方法,并對中國和非洲等地區驟旱的成因、趨勢等進行了定量分析。


        在濕潤地區,驟旱往往比緩旱發生得更頻繁。濕潤地區水汽充足,當雨季少雨時,強烈的太陽輻射和高溫熱浪會加速水分的損失;同時濕潤地區植被茂盛,缺水時植物也可以從深層土壤汲取水分,有利于蒸散發的增加,容易形成驟旱。


        “人類活動引起的氣候變化對于干旱轉變的影響很顯著?!?袁星表示。


        人類活動是引起氣候變化的主要原因之一。研究結果表明,全球范圍內由緩旱向驟旱的轉變,與人為因素導致的氣候變化引起的蒸散發異常和降水短缺異常顯著加劇密切相關。


        當務之急是建立驟旱預測預報模式


        在部分地區,驟旱也許將成為一種新常態。人類活動引起的氣候變化既改變了傳統的干旱區域,也改變了干旱的特征。


        袁星團隊的模型預估,到2100年,在全球持續升溫的影響下,驟旱將擴展至全球絕大多數陸地區域,并為科學研究帶來新的難題和挑戰。如在2013年長江中下游的驟旱事件中,植被從“碳匯”變成了“碳源”——植被排放的二氧化碳量超過了吸收量。


        “驟旱發生得很快,給我們的響應時間很短,難以及時應對。且驟旱還可能引起熱浪、山火、電力短缺等,從而觸發復合極端事件,造成重大社會經濟損失?!痹钦f,例如,2012年美國中部大平原的特大驟旱就曾造成300多億美元的經濟損失;2022年中國長江全流域的特大驟旱事件導致5000萬人受災,直接經濟損失500多億元,并引發了其他極端事件。


        目前,對于一般干旱的監測和預報已經有比較成熟的模式,但還沒有一套模式可以準確地預測某次驟旱事件的發生。


        “我們最需要的是深入認識驟旱的成因并尋找其可預報性來源,解決相關問題,比如大氣季節內振蕩和陸面—大氣相互作用過程如何影響驟旱暴發和演進過程?該影響機制是否受到海溫或海冰異常的調制?”袁星表示,“其次,需要研發能夠刻畫驟旱快速暴發過程及其影響的高分辨率陸面—生態—水文過程模型,并結合氣候預測模式以及人工智能方法發展適用于驟旱的精細化監測預警技術,為應對全球變暖背景下的干旱新常態提供更可靠的科學工具?!?


        袁星表示,當務之急是開發出應對驟旱的預測預報模式。

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