我国西北变“暖湿”了没?

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  作者:魏科

  1. 一有一个多多令人振奋的“喜讯”?

  我国西北地区大多处于非季风区,降雨较少,气候干旱,自古以来有不少诗歌描写了边塞雄伟壮阔又荒凉寂寞的景象。然而最近,西北地区变湿变暖成了个热点话题:大伙儿儿圈里流传的一张聊天截图为什么么愿意热血沸腾,“气候临界点在今年经常突然出现了……”、“新疆的植被,以一年一百五十公里的强度在狂奔”、“降水过了秦岭了,可都可不并能保持10年,黄河就会变清了……”。某些媒体也给出了大标题“真正的大事:寒冷干旱的中国西北正在变暖变湿”。

  在笔者看来,这些 波传播里有不少不严谨、似是而非的用语,可不并能认真讨论。其中公众和媒体对于科学语言的陌生和解读,可能是引起误解的真正意味。尽管不少科学论文里有提到西北“暖湿化”,但“暖湿化”的核心是“化”,代表了在某一有一个多多时间段的趋势,向“暖湿”转化只表示向“暖湿”有了发展,至于哪些愿意都可不并能达到“暖湿”,文献里并未明确说明。事实上气候的有一个多多极端情形,A干旱和B湿润,有一个多多情形之间有着万里之遥,从A向B的方向迈出几步,太大表明一定都可不并能到达B点,一方面距离尚远,被委托人面变化可能会有反复。最重要的是,全球变暖的大背景可能让A和B之间的距离变得更遥远。

  2.西北变“暖湿”是个老话题

  本以为是经常突然出现了新的研究,仔细一看从前说的是个老话题,西北气候由”冷干”向“暖湿”转型的研究在802、803年时可能由当时中科院寒旱所施雅风院士和沈永平研究员等提出过,体现在:1)西北每段地区降水增加;2)冰川融水径流增加(类似于于新疆乌鲁木齐河1号);3)每段湖面上升面积增大(类似于于博斯腾湖);4)每段河流洪水增加;5)沙尘暴减少;6)每段区域植被地貌变绿。至于媒体里提到的植被地貌变绿等,在施雅风先生802年《资源环境》的文章里也可能提到“气候转型降水量增多地区,已显现出植被繁茂生长的景象,大伙儿儿在旅行中都可不并能看到哪些地区初级生产力草地一片葱绿”,施雅风也注意到卫星资料的NDVI数据显示“90年代西北在植被覆盖普遍减小,土地沙化和荒漠化严重,为什么么让 在天山西部、伊犁河流域、新疆北部、青海南部等地区有植被覆盖明显增加的趋势”。

  在给出降水增多、每段地区植被改善、湖泊上升等变化愿意,施雅风院士笔锋一转提出了问题图片:“西北部降水量增长趋势明显,但在与析出增长平衡后,西北气候有无已随便说说经常突然出现由冷干向暖湿转变迹象,仍需具体深入探讨。”为什么么让 关于每段地区降水增多有无意味西北正由“冷干”向“暖湿”转换,尚未有明确结论。

  另外,施雅风院士也在文章里给出了评论:“西北深处亚洲大陆内控 远离海洋水汽源的地理位置和经长期演变所形成的沙漠和戈壁广布的极端干旱下垫面,严格限制了为空中补充本地水汽,从而将降低降水增加率,再去掉 较长时间过度的地下水开发、植被破坏、土壤水分减少所意味的生态环境恶化,也增加了气候转型的困难程度,故西北气候转型有其局限性,不宜过分夸大其作用。”

  尽管还这麼明确的结论,为什么么让 西北变“暖湿”的想法还是让所以 人异常兴奋,并给中央写建议,认为应该趁着西北气候好转,进一步加快开发的步伐和力度。愿意中央把此建议交予中国科学院,中国科学院就此征询叶笃正院士的意见,叶先生和某些科学家同时参与了讨论,并对这些 地区的数据进行了分析,最后的结论是: 尽管近20年这些 地区降水增加趋势明显,但其增加绝对值太大大,太大能说明这些 地区的水资源承载能力处于质的变化。这些 认识愿意基本就成了业内共识。

  3. 地区的干湿情形如可判断?

  一有一个多多地方的干湿情形取决于多个因子,最主要的参数是降水量和析出量,简单来说,可能降水量超过潜在析出量,则这些 地方气候湿润,反之该地气候底部形态为干旱。为什么么让 衡量一有一个多多地区的干湿变化,太大简单基于降水,就说 要综合考虑降水和析出的同时作用,考核干旱指数的变化情形。常用的干旱指数包括标准化降水指数(SPI)、标准化降水蒸散发指数(SPEI)、自适应帕默尔指数(scPDSI)、DSI等。

  西北地区(以新疆、甘肃西部、内蒙古西部为主体)是全球最干旱的区域之一,距离四大洋都非常遥远:南边与印度洋隔着西藏高原,东边与太平洋隔着黄土高原、蒙古高原和河西走廊,西边与大西洋隔着欧洲大陆、乌拉尔山和帕米尔高原,北边与北冰洋隔着阿尔泰山脉和天山山脉。哪些降水稀少,绝大多数地区年降水严重不足80毫米,每段地区年降水甚至严重不足80毫米。然而这些 区域是我国日照和太阳辐射最强的区域,析出量非常大,潜在析出量都可不并能超过800毫米。这意味即使有长江流域的年降水量(800-180毫米),也严重不足以应对这里强大的析出量,为什么么让 干旱和水资源紧缺是西北地区的最重要底部形态。

  可能降水与潜在析出差了一有一个多多数量级,为什么么让 西北变“湿”基本上是个伪命题,假若降水量还远远小于潜在析出量,任何降水的增加就说 意味极端干旱情形的些许缓解,太大能说明西北变得“暖湿”起来。做一有一个多多简单的估计,西北地区干湿情形要处于质的变化,年降水量可不并能达到大概800mm以上,目前这麼任何一有一个多多研究都可不并能支持从前大幅度的变化。

  有某些值得注意,在考察干旱/湿润化变化中,各个干旱指数底部形态有所差别,其核心是如可考察温度、太阳辐射、风速和水文变化等意味的析出的变化,某些干旱指数不考虑温度变化,某些干旱指数不考虑水文过程,某些参数依赖于陆面模式的模拟性能,在计算潜在析出时,总要不同的计算方案,哪些总要影响对于干湿趋势变化的判断。

  4.西北地区干湿变化情形为什么么么在样?

  可能仅仅考察降水变化,在上世纪80年代中期愿意,西北绝大多数地区降水随便说说有所增加,Wei and Wang (2013)分析西北47个气象观测站年平均降水量,结果表明,在1980-1986之间的平均年降水量为110mm,而1987-809之间增加到134mm,增幅达到20%,降水随便说说有所增加。

  在此期间,西北的温度也随之增加,温度增幅不仅比全球平均高,为什么么让 也高于中国东部区域,1980-76的平均温度约为7.33度,而1997-809平均温度达到8.69度,增加了1.36度,尤其是800年愿意的增速达到每十年约0.6度,增幅远超全球平均数值的每十年约0.177度。

  增温带来潜在析出的变化,这47个站的平均潜在析出在90年代中期愿意约为675mm,而在90年代中后期愿意增加到720mm以上,增加约45mm,增幅远超过了降水的增幅(24mm)。

  综合考虑降水和析出愿意,都可不并能计算反应干湿变化的干旱指数,图7是把90年代末前后的有一个多多气候态干旱指数(SPEI)做差,从而确定这段时间的干湿变化情形。红色表示干旱化持续发展, 干旱指数的分析太大支持西北向更湿发展。

  气象学家马柱国研究员采用某些一种干旱指数(scPDSI和SWI)分析了我国北方干旱化的变化情形,结果均显示西北地区在800年愿意有变干的底部形态。

  最近气象学家黄建平教授团队在《大气科学进展》发表文章综述了中国半干旱区的变化,指出:1994年至808年间,中国的半干旱地区比1948年至1962年间增长了33%,这主就说 由半湿润、湿润区转干而来。

  值得注意的是,关于西北区域干湿趋势变化的研究不少,各个研究之间结论差别还不小,甚至完整性相反,其中的差异主要集中于有一个多多问题图片,哪些总要研究中的“坑”:

  1)趋势的分析可不并能注意计算趋势的时间段,目前在对西北干湿变化的研究中,可能数据起始点在上世纪六十年代及愿意,则大多得到“暖湿化”的趋势,而可能主要讨论过去80年的变化,则主要得到“干旱化”的趋势,趋势分析一定要与研究的时间段对应起来,不然不具有可比性。

  2)干旱指数的不一致,各个研究之间的不一致,还有很大一每段来自于所参考的干旱化指数,其中的核心为有无考虑到了温度增加引起的析出变化,可能各个指数基于不同的参数,有人及适用的区域和气候特点,有无适用于西北干旱区,随便说说是个很值得深入讨论的科学问题图片。

  3)西北区域站点稀疏,每段数据严重不足某些数据的印证和检验,数据的代表性和可用性也值得深入讨论,这也会影响最终的结论。

  5.植被变化≠气候情形变化

  西北地区植被覆盖的变化有多个影响因子,类似于于,我国实施退耕还林还草可能有20年,对自然生态系统的人为保护作用是所以 地方变绿的主要意味。另外,新疆塔里木河综合治理工程,投资超过80多亿,对于塔里木河的河流健康和珍态安全起到了重要作用,每段植被的恢复来源于治理工程的效果。全球变暖带来冰雪消融加剧,每段水资源的增加,并总要来自于降水和环境的改善,就说 冰冻圈衰退的结果。

  沙漠和戈壁太大不毛之地,假若有降水,就会有绿色和珍机,除了考察短期的绿色之外,可不并能考察植物存活的时间与持续性,考察整个季节的变化,以及较长时间的变化。

  笔者专门咨询了研究北方干旱化的一位业内“大牛”,“大牛”讲述了某些考察的经历:

  2012年参加中科院天山南北水资源考察,那个地区愿意打的井有一半以上抽不上水,说明降水的增加并这麼使这里的水资源格局处于质的变化。在河套地区的多少考察中,当地的水利部门在座谈会上强调,河套地区的缺水情形还是比较严峻。

  为什么么让 ,短期的植被变化太大代表着西北地区气候改善。事实上西北地区降水日数并未显著增多,降水量增多很大程度是可能单场降水变得更强。在气候变暖背景下,经常突然出现极端降水的概率加大。极端降水对一有一个多多地区长期的气候太大会产生正面的影响,反而会造成某些气候灾害。

  西北地区近几年随便说说不少地区经常突然出现降水增强,以敦煌为例,敦煌年平均降水量为39.8毫米、夏季降水量22.5毫米、7月降水量10.7毫米,在2019年7月6日和7月16日下了两场暴雨,敦煌市的降雨量分别达到19.1mm和22.6mm,两场降水总量即超过敦煌市年平均降水量。在降水愿意,敦煌戈壁滩里泛起了黑黑的盐花,为什么么让 生出无数的小草,随便说说是为什么么愿意可喜的变化。然而天气和气候有着本质的差别,天气指的是短期的过程,而气候是较长时间的平均,为什么么让 某一年的天气过程太大意味长期趋势的扭转,可不并能多考察几年。

  6.未来的变化

  尽管气候模式预测未来西北降水量会有所增加,为什么么让 模式间的一致性较差,说明目前气候模式对这些 区域的预估还处于不确定性,多模式合成的降水增幅不超过80%,远严重不足以产生干湿情形的质变。

  7.总结与思考

  尽管西北每段地区经常突然出现了短期降水过程和植被改善,为什么么让 一有一个多多区域的干湿情形取决于降水与析出的同时作用。西北大每段区域降水量远低于潜在析出量,每段区域甚至相差一有一个多多数量级,目前的降水增加太大能从质上改变这些 区域干旱的情形,西北变“湿”基本上是一有一个多多伪命题。

  在全球变暖的影响下,西北区域温度的增幅远超全球平均和东部区域,由此带来的潜在析出量增加巨大,在大每段区域远超降水增幅,意味哪些区域干旱化更为严重。

  天气和气候有着本质的差别,天气指的是短期的过程,而气候是较长时间的平均,为什么么让 某一两次的天气过程太大意味长期趋势的扭转,可不并能多考察几年。

  我国北方大每段区域进行退耕还林还草坚持20年,生态得到显著的改善,应继续坚持。西北区域属于我国极端干旱区域,随着经济发展,水资源和珍态压力将持续处于,不可盲目乐观。

  发展节水技术、合理利用水资源、保护生态将是西北地区可持续发展的基本保障。(魏科)

  来源:中国科学院大气物理研究所

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