新疆生地所對中亞幹旱趨勢及歸因開返回國土展

文章来源:文迪 时间:2018-12-26

  新疆生地所對中亞幹旱趨勢及歸因開返回國土展最新評估

  近半個世紀环球變暖最為劇烈的區域出現在北半球中緯度生態系統软弱的幹旱半幹旱區,地處亞歐大陸中部的中亞地區氣溫在1997年出現躍變式降低且維持高溫波動,使近15至20年成為近半個世紀以來最暖的時期。關於环球變暖對陸地幹旱的影響研讨,近十年來,在Nature, Nature Climate Change, Nature Geoscience上不断引發不斷的爭議:一方面,有的觀點認為在环球變暖背景下,幹旱加劇,幹旱空間變異性添加,即,幹旱地區變得愈加幹旱(幹者更幹,濕者更濕);另一方面,有的研讨指出环球幹旱並未明顯加劇,且幹旱空間變異性下降,例如幹旱地區有所變濕(幹濕互濟)。爭論的焦點集中在數學模型上,由於差别模型的差異形成瞭相差迥異的結論 。帕默爾幹旱指數(PDSI)綜合考慮瞭降水量、土壤含水量、徑流和潛在蒸散量,是一個优良的幹旱水平代用指標,但由於簡便的PDSI_Thornthwaite预算PDSI的办法過於誇大瞭氣溫的作用,致使预算結果偏幹旱,若把指數計算裡的蒸發潛力用一種更合理的办法計算(PDSI_Penman-Monteith),結果則有很大差别 。當大多研讨聚焦於提升幹旱指數的物理機制時,又疏忽瞭對差别區域差别幹旱類型的片面評估(如氣象幹旱、生態農業幹旱、水文幹旱),針對幹旱趨勢的歸因及對氣候變化的敏锐性剖析難度亦很大。

  新疆生態與天文研讨所陳亞寧研讨團隊基於修正後的PDSI_Penman-Monteith办法预算瞭中亞PDSI幹旱指數變化趨勢,研讨指出:過去半個世紀,中亞PDSI整體趨勢變化不顯著,但伴隨著區域高溫波動,自2000年以來,PDSI呈現明顯下降趨勢,約65%的區域表現為幹旱化水平加劇;設計“去趨勢化”數字實驗(分別對模型中氣溫、降水、凈輻射、風速、水汽壓去趨勢),從物理機制的角度定量解析幹旱指標對氣候變化中各項因子的敏锐性,氣溫的高位震蕩對中亞幹旱化影響較大,降水變化加大瞭幹旱的變率(如圖)。值得註意的是,中亞地區氣象幹旱、生態農業幹旱以及水文幹旱並非同時空、相分歧的發生 。氣象幹旱(以降水為代替)與生態農業幹旱(以土壤含水率、植被動態為代替)表現為类似的時空發生水平,氣象幹旱是引發生態農業幹旱的重要要素,PDSI能无效反映區域氣象和生態農業幹濕狀況。但由於幹旱區冰川融水補給份額較大的河流對冰/雪依賴性較強,河川徑流更易遭到冰/雪融水的調節和擾動,中亞地區水文幹旱(以徑流為代替)的發生與時空變化與前兩種幹旱類型的發生不盡分歧,PDSI不克很好地代替幹旱區水文幹旱的發生時間和發生水平 。片面評估幹旱區的幹旱化水平,未雨綢繆應對氣候變化至關重要 。

  相關研讨结果發表在《科學報告》(Scientific Reports)上。

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圖:中亞地區PDSI時空變化及對氣候變化的敏锐性定量計算