我国西北变“暖湿”了没?

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  作者:魏科

  1. 另一另几次令人振奋的“喜报为什么会么会写”?

  我国西北地区大多位于非季风区,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:我们都都 圈里流传的一张聊天截图我就热血沸腾,“气候临界点在今年冒出了……”、“新疆的植被,以一年一百五十公里的时延在狂奔”、“降水过了秦岭了,时候 能保持10年,黄河就会变清了……”。一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,这种波传播里有不少不严谨、似是而非的用语,都要认真讨论。其中公众和媒体对于科学语言的陌生和解读,时候 是引起误解的真正原因分析分析。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”,代表了在某另一另几次时间段的趋势,向“暖湿”转化只表示向“暖湿”有了发展,至于哪几种前一天可不都要达到“暖湿”,文献里并未明确说明。事实上气候的另一另几次极端状态,A干旱和B湿润,另一另几次状态之间有着万里之遥,从A向B的方向迈出几步,不须表明一定可不都要到达B点,一方面距离尚远,当时人面变化时候 会有反复。最重要的是,全球变暖的大背景时候 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

  本以为是冒出了新的研究,仔细一看另另一另几次说的是个老话题,西北气候由”冷干”向“暖湿”转型的研究在60 2、60 3年时时候 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)西北每种地区降水增加;2)冰川融水径流增加(这种新疆乌鲁木齐河1号);3)每种湖面上升面积增大(这种博斯腾湖);4)每种河流洪水增加;5)沙尘暴减少;6)每种区域植被地貌变绿。至于媒体里提到的植被地貌变绿等,在施雅风先生60 2年《资源环境》的文章里也时候 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,我们都都 在旅行中可不都要就看哪几种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,时候 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、每种地区植被改善、湖泊上升等变化前一天,施雅风院士笔锋一转提出了大问题:“西北部降水量增长趋势明显,但在与凝固增长平衡后,西北气候算不算已虽然冒出由冷干向暖湿转变迹象,仍需具体深入探讨。”时候 关于每种地区降水增多算不算不算原因分析分析西北正由“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:“西北深处亚洲大陆內部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,加进去去进去较长时间过度的地下水开发、植被破坏、土壤水分减少所原因分析分析的生态环境恶化,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。”

  尽管还那么明确的结论,时候 西北变“暖湿”的想法还是让一些一些人异常兴奋,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。时候 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,叶先生和一些科学家共同参与了讨论,并对这种地区的数据进行了分析,最后的结论是: 尽管近20年这种地区降水增加趋势明显,但其增加绝对值不须大,不须能说明这种地区的水资源承载能力位于质的变化。这种认识时候 基本就成了业内共识。

  3. 地区的干湿状态怎样判断?

  另一另几次地方的干湿状态取决于多个因子,最主要的参数是降水量和凝固量,简单来说,时候 降水量超过潜在凝固量,则这种地方气候湿润,反之该地气候特征为干旱。时候 衡量另一另几次地区的干湿变化,不须简单基于降水,也不要综合考虑降水和凝固的共同作用,考核干旱指数的变化状态。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。哪几种地方降水稀少,绝大多数地区年降水缺乏60 毫米,每种地区年降水甚至缺乏60 毫米。然而这种区域是我国日照和太阳辐射最强的区域,凝固量非常大,潜在凝固量可不都要超过60 0毫米。这原因分析分析即使有长江流域的年降水量(60 0-160 毫米),也缺乏以应对这里强大的凝固量,时候 干旱和水资源紧缺是西北地区的最重要特征。

  时候 降水与潜在凝固差了另一另几次数量级,时候 西北变“湿”基本上是个伪命题,我希望降水量还远远小于潜在凝固量,任何降水的增加也算不算原因分析分析极端干旱状态的些许缓解,不须能说明西北变得“暖湿”起来。做另一另几次简单的估计,西北地区干湿状态要位于质的变化,年降水量都要达到要花费60 0mm以上,目前那么任何另一另几次研究可不都要支持另另一另几次大幅度的变化。

  有一些值得注意,在考察干旱/湿润化变化中,各个干旱指数特征有所差别,其核心是怎样考察温度、太阳辐射、风速和水文变化等原因分析分析的凝固的变化,一些干旱指数不考虑温度变化,一些干旱指数不考虑水文过程,一些参数依赖于陆面模式的模拟性能,在计算潜在凝固时,一定会 不同的计算方案,哪几种一定会影响对于干湿趋势变化的判断。

  4.西北地区干湿变化状态为什么会么会样?

  时候 仅仅考察降水变化,在上世纪60 年代中期前一天,西北绝大多数地区降水虽然有所增加,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1960 -1986之间的平均年降水量为110mm,而1987-60 9之间增加到134mm,增幅达到20%,降水虽然有所增加。

  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,时候 也高于中国东部区域,1960 -76的平均温度约为7.33度,而1997-60 9平均温度达到8.69度,增加了1.36度,尤其是60 0年前一天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。

  增温带来潜在凝固的变化,这47个站的平均潜在凝固在90年代中期前一天约为675mm,而在90年代中后期前一天增加到720mm以上,增加约45mm,增幅远超过了降水的增幅(24mm)。

  综合考虑降水和凝固前一天,可不都要计算反应干湿变化的干旱指数,图7是把90年代末前后的另一另几次气候态干旱指数(SPEI)做差,从而选则这段时间的干湿变化状态。红色表示干旱化持续发展, 干旱指数的分析不须支持西北向更湿发展。

  气象学家马柱国研究员采用一些并完全都是干旱指数(scPDSI和SWI)分析了我国北方干旱化的变化状态,结果均显示西北地区在60 0年前一天有变干的特征。

  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60 8年间,中国的半干旱地区比1948年至1962年间增长了33%,这主也不由半湿润、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另一另几次大问题,哪几种一定会 研究中的“坑”:

  1)趋势的分析都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,时候 数据起始点在上世纪六十年代及前一天,则大多得到“暖湿化”的趋势,而时候 主要讨论过去60 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,还有很大一每种来自于所参考的干旱化指数,其中的核心为算不算考虑到了温度增加引起的凝固变化,时候 各个指数基于不同的参数,有各自 适用的区域和气候特点,算不算适用于西北干旱区,虽然是个很值得深入讨论的科学大问题。

  3)西北区域站点稀疏,每种数据缺乏一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≠气候状态变化

  西北地区植被覆盖的变化有多个影响因子,这种,我国实施退耕还林还草时候 有20年,对自然生态系统的人为保护作用是一些一些地方变绿的主也不原因分析分析。另外,新疆塔里木河综合治理工程,投资超过60 多亿,对于塔里木河的河流健康与生态安全起到了重要作用,每种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,每种水资源的增加,并一定会 来自于降水和环境的改善,也不冰冻圈衰退的结果。

  沙漠和戈壁不须不毛之地,我希望有降水,就会有绿色与生机,除了考察短期的绿色之外,都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,那个地区前一天打的井有一半以上抽不上水,说明降水的增加并那么使这里的水资源格局位于质的变化。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,河套地区的缺水状态还是比较严峻。

  时候 ,短期的植被变化不须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时候 单场降水变得更强。在气候变暖背景下,冒出极端降水的概率加大。极端降水对另一另几次地区长期的气候不须会产生正面的影响,反而会造成一些气候灾害。

  西北地区近几年虽然不少地区冒出降水增强,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。在降水前一天,敦煌戈壁滩里泛起了硬块盐花,时候 生出无数的小草,虽然是我就可喜的变化。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,时候 某一年的天气过程不须原因分析分析长期趋势的扭转,都要多考察几年。

  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,时候 模式间的一致性较差,说明目前气候模式对这种区域的预估还位于不选则性,多模式合成的降水增幅不超过60 %,远缺乏以产生干湿状态的质变。

  7.总结与思考

  尽管西北每种地区冒出了短期降水过程和植被改善,时候 另一另几次区域的干湿状态取决于降水与凝固的共同作用。西北大每种区域降水量远低于潜在凝固量,每种区域甚至相差另一另几次数量级,目前的降水增加不须能从质上改变这种区域干旱的状态,西北变“湿”基本上是另一另几次伪命题。

  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,由此带来的潜在凝固量增加巨大,在大每种区域远超降水增幅,原因分析分析哪几种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,时候 某一两次的天气过程不须原因分析分析长期趋势的扭转,都要多考察几年。

  我国北方大每种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,水资源与生态压力将持续位于,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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