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2008年间,中国的半干旱地区比1948年至1962年间增长了33%,这主要是由半湿润、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,甚至完全相反,其中的差异主要集中于三个问题,这些都是研究中的“坑”:
1)趋势的分析需要注意计算趋势的时间段,目前在对西北干湿变化的研究中,如果数据起始点在上世纪六十年代及以前,则大多得到“暖湿化”的趋势,而如果主要讨论过去30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,还有很大一部分来自于所参考的干旱化指数,其中的核心为是否考虑到了温度增加引起的蒸发变化,由于各个指数基于不同的参数,有各自适用的区域和气候特点,是否适用于西北干旱区,其实是个很值得深入讨论的科学问题。
3)西北区域站点稀疏,部分数据缺乏其他数据的印证和检验,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≠气候状态变化
西北地区植被覆盖的变化有多个影响因子,例如,我国实施退耕还林还草已经有20年,对自然生态系统的人为保护作用是很多地方变绿的主要原因。另外,新疆塔里木河综合治理工程,投资超过100多亿,对于塔里木河的河流健康和生态安全起到了重要作用,部分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,部分水资源的增加,并不是来自于降水和环境的改善,而是冰冻圈衰退的结果。
沙漠和戈壁并非不毛之地,只要有降水,就会有绿色和生机,除了考察短期的绿色之外,还要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”讲述了一些考察的经历:
2012年参加中科院天山南北水资源考察,那个地区以前打的井有一半以上抽不上水,说明降水的增加并没有使这里的水资源格局发生质的变化。在河套地区的几次考察中,当地的水利部门在座谈会上强调,河套地区的缺水状况还是比较严峻。
因此,短期的植被变化并不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因为单场降水变得更强。在气候变暖背景下,出现极端降水的概率加大。极端降水对一个地区长期的气候并不会产生正面的影响,反而会造成一些气候灾害。
图8. 2019年7月,两场雨之后,敦煌的沙漠里长出沙蓬的幼苗。
西北地区近几年确实不少地区出现降水增强,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。在降水之后,敦煌戈壁滩里泛起了白白的盐花,并且生出无数的小草,确实是让人可喜的变化。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,因此某一年的天气过程并不意味着长期趋势的扭转,需要多考察几年。
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,但是模式间的一致性较差,说明目前气候模式对这一区域的预估还存在不确定性,多模式合成的降水增幅不超过30%,远不足以产生干湿状况的质变。
图9.多模式比较计划给出的在高排放情形下(RCP8.5)全球降水的增幅,西北区域并不是全球降水变化显著的区域,模式间的一致性较差,说明目前气候模式对这一区域的预估还存在不确定性,多模式合成的降水增幅不超过30%,并不能从根本上改变这一区域极端干旱的气候状态。图片来自于IPCC AR5(2013)
7.总结与思考
尽管西北部分地区出现了短期降水过程和植被改善,但是一个区域的干湿状况取决于降水与蒸发的共同作用。西北大部分区域降水量远低于潜在蒸发量,部分区域甚至相差一个数量级,目前的降水增加并不能从质上改变这一区域干旱的状况,西北变“湿”基本上是一个伪命题。
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,由此带来的潜在蒸发量增加巨大,在大部分区域远超降水增幅,导致这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,因此某一两次的天气过程并不意味着长期趋势的扭转,需要多考察几年。
我国北方大部分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,水资源和生态压力将持续存在,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。
来源:中国科学院大气物理研究所
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