向西横穿美国，会体验到引人注目的景观变化。高大的硬木树让位于矮小的灌木丛，翠绿的玉米地变成棕色的麦田，茂盛的草原变成仙人掌和杂酚油灌木。空气变得干燥，土地常常干涸。这种从湿润的东部到干旱的西部的相当突然的转变发生在一条边界线上，这条边界线整齐地切过加拿大的曼尼托巴省，然后是达科他州、内布拉斯加州、堪萨斯州、俄克拉荷马州、得克萨斯州，一直延伸到墨西哥东部。这条分界线非常明显，乘坐飞机的乘客可以看到它——一边是绿色农田的拼布，另一边是广阔的棕色和金色。
而现在，根据上个月发表在《地球互动》杂志上的新研究，随着全球气温升高，这条边界线正在移动，向东蔓延。鉴于这条线在塑造美国西部扩张中的历史作用，它的移动可能会改变农业，而农业在Great Plains州的经济中起着至关重要的作用。
西经 100 度子午线（实线）与美国相对湿润的东部和较为干旱的西部之间的气候分界线重合。气候变化可能已经将分界线向东推移（虚线）。图片来源：理查德·西格，拉蒙特-多尔蒂地球观测站
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地质学家和探险家约翰·韦斯利·鲍威尔是已知的第一位在 19 世纪中期构想东西部气候分界线的科学家。很快，它就被称为“西经 100 度子午线”——因为它大致与之重合的经度而得名——并在美国的传说中带上了一种神秘色彩。一个多世纪后，哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的气候科学家理查德·西格偶然看到一张世界人口密度地图时，它引起了他的注意。他在地图上注意到西经 100 度子午线以西人口密度急剧下降：房屋、商业设施和道路的蔓延开始随着植被的消失而消失。即使从太空看，东部的城市灯光也迅速消退到该线以西的黑暗中。西格想更多地了解湿润/干旱分界线可能如何影响人口的急剧下降。
首先，他和他的同事着手破译这条线是否是一个真实存在的物理实体，因为它尚未通过现代科学数据集进行分析。根据《地球互动》研究，该团队发现，在干旱和降水模式以及土壤湿度和植被测量中，这条边界线都有明确的定义。“我喜欢这篇论文的一点是，它抓住了已经成为神话的东西——但表明它是事实，”美国国家海洋和大气管理局的气象学家马丁·霍尔林说，他没有参与这项研究。
现代数据还帮助西格和他的同事们了解了这条线存在的原因。鲍威尔正确地指出，西部平原之所以干燥，部分原因是它们位于落基山脉的雨影区，落基山脉阻挡了从太平洋吹来的湿气。西格的团队发现，大西洋冬季风暴和夏季从墨西哥湾向东北方向移动的湿气也加强了这条线。
在对湿润/干旱分界线背后的科学原理有了坚实的了解之后，西格着手了解随着世界变暖，这条边界线未来可能会如何变化。该团队使用气候模型表明，随着干旱的西部平原扩张，气温升高可能会将分界线向东推移。这种干旱的蔓延之所以发生，是因为气温升高使大气能够容纳更多水分，从而增加土壤蒸发量。因此，北美湿润/干旱分界线上的过渡地带可能会干涸，而以前湿润的地区可能会成为新的过渡带。这种转变并非局限于遥远的未来：自 1979 年以来收集的数据表明，这种转变已经开始。该团队表示，现在分界线似乎更靠近西经 98 度子午线，即西经 100 度子午线以东约 100 英里处，尽管数据中存在显着的年际变化。
但霍尔林对至少沿着边界线的南部地区向东移动的预测的准确性提出了一些质疑。自 1950 年以来，美国东南部地区的气温一直缺乏明显的上升——这种现象被称为“全球变暖空洞”。“如果我们无法解释为什么[东南部]没有变暖，”霍尔林说，“当我们一直说它会变得更暖时，为什么有人会相信我们呢？”由于东南部的气温保持稳定，而西南部的气温却在上升，气候边界线应该保持在原地，并且在其南部地区变得更加明显。西格同意这个“空洞”给他们团队的工作带来了潜在的复杂性。但他指出，在他们的观测数据中，这种转变已经很明显，并指出有一些迹象表明这个空洞可能已经开始消失。西格说，这可能是一个自然气候变化的例子，这意味着这条线的东移可能会以断断续续的方式发生。
如果西格的预测得到证实，这种转变可能会改变西经 100 度子午线以东的农业——长期以来，这条子午线标志着作物类型和农场规模的差异。湿润的东部种植需水量大的玉米，而耐旱的小麦则在更远的西部茁壮成长。西部平原的农场通常也比东部的农场大得多，以弥补其对干旱的脆弱性——因此这条线在引发研究的人口下降中发挥了作用。西格借鉴历史预测，随着土地干涸，分界线东缘的农场将不得不合并并变得更大才能生存。东部农民可能不得不放弃玉米，转而种植更耐寒的小麦，甚至牧场，因为如果没有足够的水，大片耕地可能会完全歉收。西格说，这种转变可能会提高玉米、玉米产品以及肉类（大多数牲畜通常以玉米为食）的价格，从而可能减少消费。
然而，农业也有调整的方法。霍尔林以玉米生产为例，自 20 世纪中期以来，随着新的灌溉方法、作物品种、杀虫剂、肥料和其他实践的出现，玉米单产增加了 60%。他说：“仅仅看气候就说，‘哦，事情会变得一团糟’，这有点肤浅。”“农艺领域不会一成不变。适应确实会发生。发展确实会发生。”
美国宇航局戈达德空间研究所的气候科学家本杰明·库克没有参与这项工作，他也认为人类不是对气候系统突发奇想的被动应对者。他说：“人们已经在这些地区生活了数千年，随着时间的推移，我们已经开发出不同的方法来应对干旱的发生。”“唯一可能失败的前景就是假装这不会成为一个问题。”