沙漠中的绿洲一般在什么方向,想象沙漠中的绿洲是什么样的

首页 > 自然 > 作者:YD1662024-04-18 03:05:21

1958-2014年期间中亚地区夏季降水的长期变化趋势(单位:毫米/每月/每10年)| 图源:文献[3]

何清:新疆干湿变化特征还存在次区域差异。新疆西北部的塔城、阿勒泰地区、南疆西部和帕米尔高原以持续增湿为主。1997年之后,由于温度跃升,导致潜在蒸散发量加剧,使得70%以上的站点反而出现变干趋势。

张强:首先,不应该过分夸大西北地区当前的气候变湿趋势对该区域气候的改变程度,目前,包括新疆在内的西北地区西部降水量平均每10年只增加约10毫米, 三十多年累计不超过35毫米,当前降水量其实还没有超过上世纪初的水平。

其次,由于西北地区西部气候变暖十分显著,而且变暖程度还在不断加速,这会引起该地区无效蒸发明显增加,降水增加的相当部分变湿效应,会被无效蒸发增加所抵消,所以实际变湿程度会比我们想象的要小得多。

同时,温度升高会造成高山冰川和积雪消融加快,会使部分固态水资源转化为液态水资源,从而导致该区域内蒸散发有所增强,这会对降水增加趋势有一定贡献,但这不仅不会使本区域水资源有实质性增加,反而可能会有所减少。

第三,西北地区降水变化趋势的空间差异很大,西北地区东部降水上世纪之前一直都是持续减少的,只有最近十几年才有波动增加,目前也只比谷底期(上世纪90年代)多一些,基本与上世纪70至80年代相当,它与西部区域近30年降水增加趋势属于不同时间尺度和不同形成机制。从年代际或更长时间尺度来看,西部地区西部与东部降水变化基本呈现相反的变化趋势,具有一定的 “跷跷板” 效应。前者暖湿化,后者可能就会暖干化 [11]。

另外,西北地区降水变化具有明显的波动性和不确定性,即使在变暖变湿的趋势中也会有少雨干旱的年份或低温寒冷的年份,并且目前这种变湿趋势能够持续多久,维持在什么样的范围,也还很难下定论。

沙漠中的绿洲一般在什么方向,想象沙漠中的绿洲是什么样的(9)

甘肃省气象局总工程师、中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室主任张强 | 受访者供图

《知识分子》:从对当地植被影响的角度,变暖变湿的趋势是否意味着荒漠变绿洲,西北干旱区将变成 “塞上好江南”?

陈亚宁:西北干旱区降水量的微弱增加,难以改变西北地区的荒漠景观格局和干旱、缺水状态。这是因为降水量的微弱增加难以抵消升温、蒸发加大的负效应。

自1998年以来,西北干旱区出现了 “跃动式” 升温,较其之前的35年,温度平均升高了0.93-1.11ºC,并且,一直处于高位震荡 [13]。温度升高加大了蒸发能力,降水增量不足以补偿温度升高、蒸发增加所致失水。

再是,西北地区降水量虽然增加了,但降水日数并未显著增加,降水量的增多在很大程度上是因为单场降水强度增大或暴雨所致。而这种极端降水概率的增大,反而会加剧气候灾害,加大西北地区干旱和局地暴雨洪水灾害的风险。

我们最新的研究分析结果显示,以新疆为主体的西北干旱区自2000年左右在向干旱化方向发展,荒漠区天然植被表现出明显退化趋势[12]。

伴随温度升高、蒸发能力加大,土壤水分耗散加大,一些浅根系、耐旱性差的植物死亡。物种数减少,植被覆盖度降低,植被指数在1998年出现逆转,由增加转为减少,草场出现灌丛化,生态隐忧已经凸显。

中亚地区表现出相同的干湿变化规律。2000年以来,帕米尔干旱指数呈现明显下降趋势,约65%的区域表现为干旱化程度加剧,其中,中亚哈萨克斯坦北部地区尤为突出 [15]。

值得一提的是,西北及中亚干旱区普遍出现春季物候提前现象。春季物候提前可能打破不同季节间陆—气水热交换过程的动态平衡,引起植被蒸腾增加,加速陆表土壤水分流失。同时,春季物候提前可能对气候的跨季起到反馈作用,导致夏季土壤干旱加剧,通过改变地表能量收支,促进近地表升温,导致夏季高温热浪事件的频率和强度增加

沙漠中的绿洲一般在什么方向,想象沙漠中的绿洲是什么样的(10)

中国科学院新疆生态与地理研究所研究员、荒漠与绿洲生态国家重点实验室主任陈亚宁 | 受访者供图

荒漠区河道 “复活” 的原因是什么?

《知识分子》:荒漠区的天然植被表现出明显退化的趋势,那么,一些湖泊 “复活”、生态系统改善的观察又是什么原因造成的呢?

陈亚宁:最近,一些断流河道下游过水、湖泊 “复活”,主要是近20年人工生态输水所致,并不是像许多自媒体文章所夸大的那样是由于 “当地气候改变、降水增加、沙漠变塞上江南”。

如塔里木河下游,截至2020年,塔里木河流域管理局已向塔里木河下游实施生态输水21次,累计输水量达84.45亿立方米。尾闾湖泊—台特玛湖“死而复活”,地表水体面积达到455.27平方公里 [14];塔里木河姊妹河-孔雀河中下游通过生态输水,水系连通性极大改善,干涸河道过水逾600公里,沿河自然植被面积增加181平方公里;塔里木河中游的三个重点胡杨林保护区(沙雅、轮台、巴楚),通过生态补水,胡杨林生态系统得到一定程度改善。

《知识分子》:全球变暖带来了全球范围内天气的极端化,比如暴雨的增加,为什么西北地区的响应格外敏感?

张俊兰:气候敏感区和生态脆弱区对于极端天气事件格外敏感。新疆是气候干旱区,南疆更为干旱,平原区年平均降水量50-70毫米,生态环境脆弱。过去几十年来,随着全球气候变暖,干旱区的增暖幅度高于湿润区,大气可降水量相应增加,西北地区水汽含量的快速增加为暴雨提供了有利条件。

近年来强降水极端事件的概率明显增大,暴雨频发。南疆对暴雨等极端天气格外敏感的原因是,南疆长期干旱少雨,生态环境脆弱,上世纪50年代建站以来,主要防范大风沙尘危害,但近年来气象数据显示,气候变暖变湿,暴雨事件明显增多,山区局地暴雨易引发山洪、泥石流、滑坡等地质灾害,使南疆在相当一段时期内,必须面临更加复杂的天气气候情况。

周天军:根据8月9号最新公布的联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第一工作组第六次评估报告(AR6)的结果,从全球范围来看,1950年代以来大部分有观测资料的陆地地区,都经历了极端降水频率和强度的增加(结果高信度),而人类活动引起的气候变化有可能是主要的驱动因子 [7]。

就全球范围来说,观测资料显示,湿润区极端降水的增加,在总量上,依然要远大于干旱区。中国区域也是如此,基于现有台站资料的分析表明,就极端降水绝对值的增加来说,东部的湿润区要远大于干旱区,只是由于干旱区降水的气候态低,使得相对百分比增加量很大 [8]。

需要注意的是,当前研究工作是基于现有气象站网进行的,而现有地面气象观测站网多分布在低山带周边和低海拔平原区,高山峡谷地带站点非常稀少,观测站点近乎空白,我们无法监测到山地降水的变化并进而探究其原因。现在我们注意到的极端降水变化,有些可能本身早就存在了,只是因为观测网的完善近些年才被监测到。

与此同时,也有许多极端降水事件或许已经和正在发生,但是尚难以被目前的观测网监测到。资料问题,在这里尤为重要。

沙漠中的绿洲一般在什么方向,想象沙漠中的绿洲是什么样的(11)

位于帕米尔高原的陆气相互作用观测站 | 图源:何清

气候变化对西北地区影响有哪些?

《知识分子》:就针对西北地区而言,气候变化带来了哪些收益或损失?

何清:随着全球气候变暖,热量增加明显,对新疆区域的林果生育进程、产量品质、种植制度、品种布局和气候资源利用率等产生显著影响;但同时,极端天气气候事件频发,也增加了特色林果生产的不稳定性

以香梨为例,香梨种植的气候条件趋好,最适宜种植区南移西扩明显,但风灾及越冬冻害的威胁较高;而红枣适宜种植区也明显扩大,气候产量递增,但越冬冻害频次减少。

张强:从西北地区整体的长远发展来说肯定是有利的,因为它既有利于生态植被的改善,也可为社会经济各方面补充水资源。

不过,从短时或者局地而言,气候暖湿化会增加暴雨灾害发生频率和强度。一般而言,比较平稳的非极端化降水是不会致灾的,只有极端气候才容易形成灾害。何谓气候极端化?就是在干旱增加的同时,暴雨也会增加,也就是说,非降水期更长,但每次降水强度却更大。

周天军:非常赞同张强研究员的观点。降水的波动性,是气候变化应对工作必须考虑的重要环节。这里有一个专业术语——降水变率,是指降水事件可能的波动或振荡范围,变率越大,异常降水发生越频繁、降水的不均匀性越强,极端事件也越强,对民生和社会经济发展的影响也越大。最近中国科学院大气物理研究所LASG国家重点实验室的一项研究表明,伴随全球增暖,未来全球约有三分之二的陆地将面临 “更湿润且波动更大” 的水文状况,这要引起我们的重视[9]。

沙漠中的绿洲一般在什么方向,想象沙漠中的绿洲是什么样的(12)

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