未来可能出现更频繁的沙尘暴

气候变化和不可持续的农业实践的结合可能导致类似“尘暴”的状况

First responders walk among wreckage of highway accident

急救人员走过2023年5月1日在伊利诺伊州蒙哥马利县法默斯维尔北部发生的致命55号高速公路撞车事故中涉及的72辆汽车。官员表示,新犁耕的农田和强风导致了覆盖高速公路的沙尘暴。

浓厚的尘云在几分钟内形成,吞噬了55号州际公路的一部分——伊利诺伊州圣路易斯和芝加哥之间的主要干道——在5月1日形成了类似暴风雪的白色盲区。司机们猛踩刹车,但速度不够快。汽车一辆接一辆地相撞,造成7人死亡,72辆汽车的残骸布满了高速公路的两侧。

国家气象局气象学家查克·沙弗说,要在中西部发生这样的悲剧,必须有多种因素完美地结合在一起。他通过卫星图像追踪了这堵可怕的尘墙。在这种情况下,直线风在农民犁地后不久就横扫了州际公路附近的农田,使表土松动,由于连续数周没有下雨,表土异常干燥。这种情况并不经常发生,这意味着沙尘暴在伊利诺伊州很少见。但研究人员警告说,随着气候变化的影响和不断扩张的农业产业,这种风暴可能成为大平原和中西部地区日益严重的问题。这种担忧甚至导致一些科学家开始考虑该国的心脏地带是否正在陷入新的“尘暴”。1930年代最初的“尘暴”是美国历史上最严重的干旱,造成了前所未有的沙尘暴,并摧毁了农业。

美国宇航局戈达德空间研究所专门研究陆地表面变化和干旱的气候科学家本杰明·库克说:“这些风暴侵蚀了数亿磅的表土,并将尘土传播到纽约市。”库克在他的研究中表明,农业的集约化——耕种草原种植玉米和小麦——助长了最初的“尘暴”。在这场灾难之后,政府的土壤保持局采取了重大措施来改善破坏土壤的做法。农民现在严重依赖灌溉来控制灰尘。但专家表示,今天的传统农业实践仍然使土壤处于危险之中。


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洛斯阿拉莫斯国家实验室的农业土壤侵蚀专家埃文·塔勒说:“传统的农业实践非常密集。”“他们为了控制杂草和土壤湿度而大量犁地,结果是土壤变得非常松软,很容易被水和风侵蚀。”在冬季,当植物不生长时,土壤会裸露在外。塔勒和他的同事们计算出,在过去的160年中,使中西部地区以农业闻名的三分之一的黑色表土已经被侵蚀

农业对沙尘的影响也得到了更广泛的体现。在最近的一项研究中,犹他大学的大气科学家加内特·哈拉尔和她当时的研究生安德鲁·兰伯特发现,大平原地区的大气尘埃水平在2000年至2018年间每年增加5%——这意味着二十年内尘埃几乎翻了一番。增加的情况与农民在那段时间将草原转变为耕地的地区相一致。春季播种和秋季收获期间,尘埃浓度最高。

农业仍在扩张。推动生物燃料生产的政策正在驱使农民将甚至农业生产力较低的土地转变为种植玉米用于乙醇的田地,而这些土地随后会产生更多的沙尘,哈拉尔说。在伊利诺伊州,这个“草原之州”,曾经保持土壤数个世纪的草原只剩下十分之一。更广泛地说,北美原始高草草原中,未被开垦的土地不到4%。即使是通过美国农业部的保护储备计划(CRP)恢复为草原的一些土地也被重新转为耕地。塔勒说:“与美国农业部为CRP土地支付的费用相比,在边际地区种植表现不佳的作物更有利可图。”

气候变化可能在某些地方加剧了沙尘问题,因为天气模式的改变导致降雨减少,高温使土壤更快地干燥。库克说:“过去20年来,美国西部大部分地区一直处于几乎持续的干旱状态。”在那里和大平原,“如果我们看到干旱和干旱持续增加,正如我们预期的那样随着气候变化而发生的那样,我们将会看到大气中的尘埃负荷进一步增加。”科学家们正在积极研究西南部高速公路附近的尘埃热点,并且已确定大平原和中西部是需要关注的地区

虽然在气候变化下,西部、西南部和大平原的大部分地区正在变得更加干燥,但伊利诺伊州通常会变得更加湿润,频繁发生强降水事件和局部洪水。然而,沙尘量仍在增加。哈拉尔的数据显示,5月风暴的发源地该州中南部地区的沙尘每年增加约2%。这表明农业在那里发挥的作用,并使政府有责任激励更好的耕作方式,塔勒说。一种减少灰尘的方法是免耕农业,它使用一种特殊的播种机,将种子钻入地面的微小沟槽中,从而无需耕地。另一种方法是覆盖作物,即在冬季种植燕麦或毛苕子等作物,使田地永远不会裸露在外。

塔勒说:“结合起来,这两种方法已被证明可以将侵蚀减少大约95%。”国会有机会在今年重新谈判的农业法案中纳入对可持续农业实践的激励措施,但塔勒并不认为这会发生。“归根结底,”他说,“一切都取决于政策。”

库克说,鼓励这种做法并继续灌溉可能有助于防止发生像1930年代灾难规模的“尘暴”。哈拉尔同意。“我会说这是一个我们应该真正关注的新兴趋势,”她说。“它会变得像‘尘暴’那样糟糕吗?我们无法确定。但这应该是我们都应该意识到并关注的事情。”

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