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● 精彩看點
2019年8-10月，長江中下游地區(qū)遭遇了嚴重干旱，降水量和氣溫分別創(chuàng)自1961以來的歷史最低和最高。本文通過分析自然變率和氣候變化對該極端干旱事件的影響，揭示了主要源自自然內(nèi)部變率的赤道中太平洋暖海溫異常影響該極端干旱事件的機制，指出全球增暖提高了該類似極端干旱事件的發(fā)生概率。
本期嘉賓
祝從文 研究員
中國氣象科學研究院，氣候與氣候變化研究所，副所長
封面故事
干旱之灼：
赤道中太平洋暖海溫和全球變暖加劇2019年長江伏秋重旱
干旱，是指水分的收與支或供與求不平衡而形成的水分短缺現(xiàn)象。已故詩人、諾貝爾文學獎得主T. S. Eliot曾寫到：“干旱是地球的死亡”?？v觀歷史，干旱帶給了人類無窮的災難。
電影《一九四二》劇照
1942年春夏席卷河南的大旱導致災民流離失所，不得不踏上逃荒路。
● 干旱的形成主要取決于降水不足
干旱是世界上危害最廣泛、最嚴重的自然災害之一。我國地處東亞，季風氣候明顯，逐年之間季風的不穩(wěn)定性造成了我國干旱的頻繁發(fā)生，使干旱成為對我國影響最嚴重的自然災害，對以“靠天吃飯”為主的農(nóng)業(yè)社會影響極大，往往直接導致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)或絕收，進而出現(xiàn)蝗災、河道變遷等次生問題。如果災害連年，則災荒會進一步加重，甚至影響社會變遷或朝代更替。以1637—1643年發(fā)生的長達7年的全國大旱——“崇禎大旱”為例，這場波及南北23個省份的苦旱導致赤地千里，江河斷流，泉井涸竭，禾苗干枯，顆粒無收。災荒成為農(nóng)民起義的導火索，內(nèi)憂外患之下明王朝走向滅亡。歷史氣候?qū)W家認為，這可能是中國東部地區(qū)過去2000年最嚴重的一次持續(xù)性旱災。
圖源：網(wǎng)絡(luò)
● 干旱的形成主要取決于氣候
近年破歷史記錄的極端天氣氣候事件的頻發(fā)，凸顯了全球氣候變化的威脅。干旱往往源于一個長時期內(nèi)降水的不足，被認為是水循環(huán)的一個極端狀況。由于干旱對人類生活、農(nóng)業(yè)和所受影響地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)的破壞性影響，越來越多的研究關(guān)注于理解全球增暖背景下干旱的變化，并力求量化人類活動和自然內(nèi)部變率對干旱的作用。
2019年11月1日，在安徽省阜陽市臨泉縣呂寨鎮(zhèn)楊莊村，干旱地里的麥苗。（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）
● 2019年長江中下游地區(qū)發(fā)生嚴重伏秋連旱
“2019年長江中下游的伏秋連旱現(xiàn)象屬于極端持續(xù)性氣候事件，與全球變暖等全球尺度的氣候變化并不存在直接聯(lián)系。但是，全球變暖通過氣候系統(tǒng)自然變率之間的協(xié)同作用改變區(qū)域環(huán)流格局，進而影響不同區(qū)域極端天氣氣候事件的發(fā)生規(guī)律”。
《大氣科學進展》2020年第11期封面：封面圖片展現(xiàn)的是2019年秋季干旱期間拍攝的江西鄱陽湖干涸的湖底照片。
2019年8-10月，長江中下游流域發(fā)生了自1961年以來最極端的持續(xù)性氣象干旱事件，導致230萬公頃農(nóng)作物受災，直接損失超過2.1億美元。中國氣象科學研究院的馬雙梅博士和祝從文研究員等針對這次干旱事件的發(fā)生機理進行了研究，他們的結(jié)果顯示中部型ENSO和人類活動導致的全球變暖的聯(lián)合作用是導致這次極端持續(xù)性干旱事件的原因。中部型ENSO的海溫增暖導致了西北太平洋氣旋性環(huán)流異常，加強了西北側(cè)的偏北風和減少了來自南海上空的水汽輸送；同時，海溫異常加強了區(qū)域經(jīng)向Hadley環(huán)流，其持續(xù)性下沉氣流抑制了長江中下游地區(qū)的對流和降水的發(fā)生。氣候模式（Community Earth System Model）的模擬的結(jié)果表明，人類活動導致的全球變暖通過減少極端降水事件極大增強了長江中下游地區(qū)干旱發(fā)生的頻率，需要引起社會和政府的高度重視。該文已被《Advances in Atmospheric Sciences》接收并出版，并被選為本刊2020年第11期封面論文。
在國家重點研發(fā)和國家自然科學基金等項目的聯(lián)合資助下，中國氣象科學研究院馬雙梅副研究員和祝從文研究員及浙江省氣象局劉娟高工一起緊密合作，首先基于觀測確立長江中下游地區(qū)干旱發(fā)生對應(yīng)的主要大氣環(huán)流機制，然后基于CESM-LE計劃（Community Earth System Model Large Ensemble Project）模式模擬結(jié)果，研究了自然內(nèi)部變率和氣候變化對該極端事件的影響。
馬雙梅副研究員介紹，“中太平洋暖海溫異常導致西北太平洋出現(xiàn)氣旋性環(huán)流異常，其西北側(cè)的北風異常減弱了源自南海的水汽輸送，增強了長江中下游地區(qū)的下沉運動，抑制局地對流，導致降水稀少。”赤道中太平洋極端暖海溫異常作為氣候系統(tǒng)內(nèi)部變率，對2019年長江中下游地區(qū)的伏秋連旱具有重要貢獻；同時，人類活動引起的全球變暖顯著增加了類似2019年長江中下游地區(qū)極端干旱事件的發(fā)生概率。祝從文研究員進一步指出，“基于CESM-LE計劃的模式模擬結(jié)果，全球變暖使類似2019年長江中下游地區(qū)的極端少雨、高溫和熱干旱事件的發(fā)生概率大約增加了2倍。”
赤道中太平洋暖海溫和全球變暖對2019年長江中下游伏秋重旱的影響。（作者提供）
在未來氣候變化背景下，極端干旱事件將可能更頻發(fā)，我國將可能面對更兇悍更頻繁的極端干旱事件的影響，勢必需要以更科學有效的手段應(yīng)對大自然的挑戰(zhàn)。因此，劉娟高工強調(diào)，了解極端干旱事件在全球變暖背景下的新特征，不僅能為應(yīng)對氣候變化提供更多依據(jù)，還能進一步全社會提升防災減災的意識和水平。
作者介紹
馬雙梅（第一作者）
副研究員，碩士研究生導師
中國氣象科學研究院，氣候與氣候變化研究所
主要從事極端天氣氣候事件歸因研究。目前，主持國家自然基金青年項目1項，完成中國氣象局氣候變化專項課題一項，共發(fā)表20篇學術(shù)論文，以第1作者發(fā)表SCI論文13篇，核心期刊論文1篇。
祝從文 （通訊作者）
研究員，博士研究生導師，二級研究員
中國氣象科學研究院，氣候與氣候變化研究所，副所長
長期從事東亞季風變化機理和氣候預測研究，主持過國家自然基金重點和面上等多項課題，是中國氣象局“次季節(jié)創(chuàng)新工程”的方向首席，氣科院“東亞季風S2S研究團隊”的首席，氣科院-南信大“S2S聯(lián)合研究中心”主任。在國內(nèi)外學術(shù)期刊發(fā)表論文80余篇，榮獲2006年度茅以升北京青年科技獎，擔任“九、三”社中央第十四屆資源環(huán)境委員會委員。
劉娟（第三作者）
高級工程師
浙江省氣象局，氣象服務(wù)中心
主要從事應(yīng)用氣象和公共氣象服務(wù)研究。主持過浙江省氣象局科技研究項目2項，中國氣象局山洪地質(zhì)災害防治氣象保障工程項目1項，參與浙江省科技廳基礎(chǔ)公益研究項目1項。共發(fā)表學術(shù)論文8篇，以第1作者發(fā)表論文3篇，其中核心期刊論文1篇。
本文作者：馬雙梅，祝從文，劉娟
