全球干旱,20世纪人类活动对全球干旱状况有影响

20世纪人类活动对全球干旱状况有影响

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作者:文/虞子期

科技日报北京5月7日电
据英国《自然》杂志近日发表的一篇气候科学论文,美国国家航空航天局根据“干旱图谱”展示了相关证据,证明人类在20世纪对全球的干旱状况产生了影响。一项干旱严重等级的记录揭示了三个明显的趋势,并且表明人类活动产生的温室气体以及气溶胶可能影响到干旱风险。

人类活动对地球产生的巨大影响早已人尽皆知。而近日,《自然》上的一项最新研究表明:在过年的一个世纪里,人类一直在影响着气候变化,使得地球上某些区域越来越干燥,而另外一些地方则恰恰相反,越来越湿润。科学家认为,这种趋势将会持续恶化,最终对人类自身造成灾难性的后果。

在科学中,全球变暖引发的全球干旱问题,我相信很多区域已经出现了,这已经渗透到世界各国地区,根据美国宇航局研究表明,人类对全球干旱的影响可追溯到100年前,在100年前人类地球也有干旱?这是来自美国宇航局的研究戈达德太空研究所的一项研究报告。科学报告指出,人类所产生的温室气体和大气颗粒物引发了未来全球干旱更高的风险。

据信,人类活动驱动的气候变化会改变全球水文气候,而水文气候将决定持续干旱或降雨增强的风险。由于水文气候变化的区域差异,以及缺乏详细的观测数据,人们一直难以弄清人类活动对于全球干旱风险的影响。

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为了解决这些问题,NASA戈达德太空研究所科学家凯特·马维尔等人,此次分析了源自树木年轮数据的“干旱图谱”,从而展示了土壤湿度的区域性变化;加之其他气候模型和观测结果,鉴定了潜在的土壤湿度变化的驱动因素。他们的记录显示,1900年至1949年干旱加剧,而1950年至1975年干旱缓解,自此之后干旱一直在加剧。

研究中,科学家们发现了一个人类导致全球变暖的“指征”,即自1900年以来,人类一直在全球范围内影响着干旱、潮湿和湿度之间的相互作用。在这项研究中,研究小组通过研究降水蒸发比,确定了正在发生的水文气候的系统性变化;通过运用计算机模型与近900年以来的树木年轮观测结果,来推断工业革命前后的土壤湿度是否发生了变化。

根据《自然》杂志科学报告显示,通过预测数据与20世纪初的干旱影响数据进行对比发现,人类产生的“指纹”与温室气体有一致的情况,气候对温室气体响应的区域干燥和湿润特征的全球模式与我们正在经历的一样。NASA科学团队表示,该研究首次提供了连接人类产生的排放和近全球尺度干旱的历史证据,为预测这种联系的前瞻性模型提供了可靠性。

20世纪前半叶的干旱趋势对应着温室气体排放水平上升。1950年至1975年的趋势扭转则对应气溶胶的增加——气溶胶是大气与悬浮在其中的固体和液体微粒共同组成的体系,尽管只占地球大气含量中很少部分,对地圈、生物圈的影响与作用却不可低估。现在已有研究表明,气溶胶会影响降雨,改变云量。但是NASA研究团队认为,气溶胶浓度与干旱风险之间的关联还有待进一步调查。20世纪末的干旱加剧似乎与温室气体排放相关,不过根本原因尚未确定,而且其中的关联在统计学上并不明显。

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科学家认为这些发现显示,从20世纪初开始,人类活动和干旱风险之间或存在关联。

这是科学家们史上第一次确认了人类活动对全球范围的农作物和城市至关重要的供水系统的长期性的影响。本杰明·库克表示,“人为导致的气候变化在20世纪初开始影响全球干旱模式,事实也印证了模型的准确性。我们预计,随着气候变化的继续发酵,这种模式将更加恶劣。”

根据这项新研究,干旱“指纹”在未来几十年可能会变得更强,可能会导致严重的人为后果。NASA科学研究的主要干旱指标是帕尔默干旱严重程度指数。PDSI使用降水,气温和径流等数据对夏季土壤水分进行平均分析。虽然今天NASA测量的是太空中的土壤水分,但这些测量结果可追溯到1980年,使用了干旱地图集,从树木年轮计算出历史上发生干旱的地点和时间,提供了有利的依据。

科学家认为,根据人类活动程度和范围的不同,人类对全球气候的影响主要分为三个阶段。第一阶段,1900-1949年,此阶段人类驱动全球变暖的“指征”最为明显。在此期间,土壤干旱横扫澳大利亚、中美洲、欧洲、地中海、俄罗斯西部、北美洲的大部分地区和东南亚。相反,在中国西部、亚种中部、印度次大陆、印度尼西亚和加拿大中部地区,土壤湿度反倒增加了。

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那为何我的地球又出现了一定的稳定时期呢?根据NASA气候科学家Ben CookCHENG
称,在1950年到1975年之间发生了短暂的变化,因为气候变得凉爽和潮湿,该团队认为这是由于气溶胶或大气中的颗粒造成的。在通过空气质量数据表明,工业界的大量烟雾,烟尘,二氧化硫和其他颗粒出现了,研究人员认为,突发性的这些颗粒会阻挡阳光,并在此期间抵消温室气体的变暖效应,也就是高浓厚的污染物让地球接受到阳光减少。然而,气溶胶比温室气体更难建模。

随着全球不断变暖,不同的地方湿度变化不同。下图中,棕色越深的地区更加干燥;而绿色更深则代表气候更家湿润(到目前为止,灰色区域缺乏足够的数据)。参考文献:Marvel
et al., Nature, 2019

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1975年以后,随着污染的减少,全球干旱模式开始回归,所以这种干旱模式又出现了,通过在过去展示人类干旱“指纹”,该研究提供了证据表明人类活动可能继续影响未来的干旱。模型预测显示,随着气温升高,干旱将变得更加频繁和严重,可能导致粮食和水资源短缺。人类健康影响,破坏性的野火以及人类争夺资源的冲突会更加严重。

第二阶段,在1950年到1975年间的气候状况更加不稳定了。在这一阶段,人类尚未对空气污染采取防治措施,大量的工业气溶胶排放到大气中,影响到了云层的形成、降雨以及大气温度,最终掩盖了温室气体对全球气候的影响。

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第三阶段,从20世纪70年代开始,许多国家陆续颁布并实施了严格的空气污染控制法律,使得大气气溶胶水平能够保持稳定或逐渐下降。然而,直到现在,温室气体排放量仍旧在持续增长,导致气温升高和全球气候变暖趋势越来越明晰。

科学家库克称,气候变化不仅仅是未来的问题,这表明它已经影响到干旱,水文气候,趋势,变化的全球模式,现在正在发生。只要我们继续让全世界变暖,我们就会看到这些趋势继续下去。也就是说人类地球的干旱会更加的严重,其次就是极端气候的影响也会牵涉到人类的本身,这不仅仅是个人的问题,而是全球化的问题。

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该研究报告的主要作者凯特•马弗尔表示,“如果未来10年,我们没有看到这种趋势变得更严重,那么有理由怀疑这项研究的正确性。但迄今所有的模型都表示,在世界上绝大多数地方,很快将出现前所未有的干旱。”

作者/朱张航宇

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