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据本月早些时候报道,米德湖是 1930 年代后期在亚利桑那州-内华达州边界由胡佛大坝建成的大型水库,水位已降至有史以来最低水平。自 2000 年干旱开始减少其水源科罗拉多河的流量以来,米德湖的水位一直在稳步下降,原因是落基山脉的降雪量低于平均水平。
美国国家大气研究中心气候与全球动力学部门的大气科学家戴爱国表示,现在判断米德湖的状况以及美国西南部最近的干旱是否是人为全球变暖造成的还为时过早。没有足够的数据排除自然变率是根本原因。但长达十年的干旱与政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次评估报告(AR4)在 2007 年使用的模型预测相符,该报告预测地球变暖将导致亚热带地区(即邻近热带地区的气候区域,范围约为南北纬 20 度至 40 度之间,包括西南部)长期干旱。
这与戴爱国撰写的一项新分析也相符,该分析预测,未来几十年干旱程度将不断加剧,最终将变得非常严重,预计非洲大部分地区、南欧、中东、美洲大部分地区、澳大利亚和东南亚将长期干旱。戴爱国利用 IPCC-AR4 使用的 22 个模型的数据,根据温室气体排放量处于中等水平的情景(假设人类产生的温室气体排放量在 2050 年左右开始减少,并且到本世纪末大气中二氧化碳含量增加到百万分之 720(我们目前约为百万分之 380)),计算了到本世纪末全球常用干旱严重程度指数的数值。
哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的高级研究科学家理查德·西格表示,戴爱国的预测很有帮助,因为它开始使我们关注一些可能相对较快降临到我们身上的与水相关的全球变暖后果。西格并非该研究的参与者,他曾是 2007 年《科学》杂志上发表的一项研究的合著者,该研究分析了 IPCC-AR4 模型的发现。“当 IPCC 报告于 2007 年发布时,相对而言,很少有研究关注这些气候变化在未来几十年内如何发展,”他说。但在戴爱国的新数据中,“你可以看到,即使在未来几十年左右,我们在这方面也已经遇到了一些麻烦。”
沙漠化国家
这份于 10 月 19 日在线发表在《Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change》上的新报告,更定量地描绘了与全球变暖相关的干旱可能有多么糟糕,以及它们可能何时发生。为了计算严重程度,戴爱国采用了一种广泛使用的干旱指数,即帕尔默干旱严重程度指数(PDSI)。在 PDSI 量表上,0 表示正常,负数表示干旱程度,正数表示湿润程度。新的预测表明,到 2030 年,亚热带地区将遭受比 1970 年代西非萨赫勒地区干旱更严重的干旱,那是近代史上最严重的干旱,PDSI 指数约为 -3。到 21 世纪末,前景更加糟糕,美国大部分地区、南欧、东南亚、巴西、智利、澳大利亚和非洲大部分地区的 PDSI 值接近 -10。
这些结果与之前关于干旱的预测不谋而合,之前的预测普遍认为,由于全球变暖,干旱将更加频繁、持续时间更长。但戴爱国表示,新的预测更加详细。他说,之前的研究受到限制,因为它们仅使用模型来分析土壤水分的变化。干旱是一个更为复杂的结果,取决于土壤水分的供应和大气对水蒸气的需求,如果大气升温,水蒸气的需求将会增加。戴爱国表示,由于 PDSI 考虑了温度升高,“PDSI 实际上让你了解了这种干旱在 30 年或 50 年后可能会有多严重。”
PDSI 并非没有局限性。它没有考虑植物在蒸发中发挥的重要作用,而且对于较冷的地区,它没有考虑到冰雪在冬季积聚并在春季融化这一事实——相反,它将所有降水都视为可立即用于蒸发的水分。但尽管存在这些注意事项,戴爱国指出,在世界许多地区,PDSI 值与其他干旱指标(如河流流量数据和温暖月份测量的土壤含水量)密切相关。
近期后果
那么,为什么不能明确地说西南部目前的状况是人为全球变暖造成的呢?西格表示,“当你开始观察这些事情是否正在发生时,情况就会变得非常可疑”,因为科学家们预计未来几十年发生的变化远大于全球变暖可能已经产生的影响。“因此,当你看过去 50 年时,你通常看到的是自然变率,因为这种人为强制信号与年复一年、十年复十年变率的幅度相比仍然很小。”
科罗拉多河和米德湖的水位下降也是如此。戴爱国表示,目前还没有足够的数据来辨别是否存在表明全球变暖的长期趋势,但最终这种关系会变得更加清晰。戴爱国补充说,“显然,美国西部干旱程度的加剧将导致湖泊水位下降,而且我觉得这种情况可能已经发生在美国西南部。”“我们需要更长时间的记录才能确定。”