本杰明·库克博士气候科学家吗美国宇航局戈达德太空研究所和拉蒙特-多尔蒂地球观测站。
一些领域的世界是完全免疫的干旱和often-devastating对水资源的影响,生态系统和人。
等地区加州,地中海东部,东非,南非和澳大利亚都曾经历过严重的——而且,在某些情况下,前所未有的——近年来干旱。
与其他极端气候和天气风暴和洪水等这些事件引发强烈的兴趣问题周围的气候变化的影响。例如,气候变化使干旱更频繁或严重吗?和我们预计气候变化将可能导致增加干旱风险和严重程度在未来?
最近的研究表明气候变化已经让世界许多地区干旱和干旱可能随着气候变暖进一步更有效果。
定义干旱
干旱的世界上最昂贵的与气候有关的灾害(pdf),影响生态系统,农业和人类社会。
影响的规模突显出,重要的是理解干旱和他们的可能性和严重程度如何被气候变化变得更糟。
但这是说起来容易做起来难。首先,干旱从根本上是一个跨学科的现象——它在气象领域的延伸,气候学、水文学、生态学、农学、甚至社会学、经济学、人类学。
这意味着你如何定义一个干旱可能取决于您感兴趣的领域。
气象学家可能描述干旱作为简单缺乏降雨(称为“气象干旱”)。然而,农民是最关心的缺乏降雨影响土壤水分和作物生长(“农业干旱”)。而水文专家将最感兴趣,当有一个明显的对河流的影响,水库蓄水层和表面(“水文干旱”)。
上面的定义表明,干旱对降水很少——雨,冰雹,冰雹和/或雪-孤独。温度,例如,可以增加从表面蒸发的水分,增加降水以降雨的形式落的分数而不是雪,推进的时机融雪的季节在春天。植被、土壤类型和地形都能通过他们影响干旱拦截和持有(或并不持有)雨水。
人类还扮演着一个关键角色通过我们如何使用水(水量灌溉农田和长期地下水来源,例如),改变地表通过砍伐森林、农田和城市发展扩张。
因为有很多方法来定义一个干旱,也有无数的方法来量化。这些“指数”考虑不同的变量,可以直接或间接地衡量,如降水、温度、蒸发、土壤水分、河流和水库的水平。
举例来说,最常见的是帕尔默干旱强度指数(PDSI)。它使用每月估计蒸散(主要是作为温度的函数计算)和降雨数据,以及土壤的持水能力的信息。
也可以使用一个以上的干旱指标。例如,美国干旱监测干旱严重程度进行分类的五种不同的指标(包括PDSI),以及干旱的影响和当地媒体报道从专家观察员。下面的地图显示,这给干旱强度和影响的分数“D0 -异常干燥”(黄色阴影)“D4 -异常干旱”(栗色)。
检测和归因
干旱的众多因素意味着确定气候变化的细微的信号是很棘手的。
部分由于这个原因,第五次评估报告政府间气候变化专门委员会(IPCC)在2013年得出结论信心不足(pdf),任何重大干旱的趋势可能发现或归因于气候变化。
从那时起,然而,科学的检测和归因——关心发现气候系biwei6868统的变化及其原因,拥有先进的。
从最近的研究发现使用最先进的模型和技术明显先进我们对干旱和气候变化的理解。这些研究,使用气候模型,观察记录和古气候信息,已清楚地表明,在最近的干旱气候变化发挥了作用。
在地中海地区,例如,减少降水受气候变化增加了该地区的干旱风险放大最近的事件包括干旱之前叙利亚内战。
太平洋沿岸的美国,温度从气候变化使积雪和土壤水分破纪录的财政赤字加州和西北太平洋地区。在上面的科罗拉多河流域,温度甚至引起重要的河流量赤字,尽管接近正常水平的降水。
气候变化信号未发现有信心每干旱,特别是在地区自然气候变化更复杂的或不是非常了解。澳大利亚和东非为例。但在许多地方,不可否认气候变化清晰的指纹。
预测降水
干旱与气候变化已经影响,我们也有理由期待这对进一步提高随着气候变暖的影响。和模型预测也证实了这一点。
下面的地图给一些例子根据模拟在高变暖的情况下(“RCP8.5使用17气候模型”)。他们预计年降雨量的变化百分比(左上),夏季降雨径流(右上角),夏季土壤水分在前10厘米(左下)和夏季总列土壤水分(不同深度不同的模型;右下角)在1976 - 2005和2070 - 99之间。“流失”的降雨量对土地流入小溪和河流而不是泡在地上。
阴影的颜色表明一个地区是否可能得到湿润(蓝色)或干燥机(布朗)。
尽管在模型预测普遍认为少一点降雨量的变化比温度,他们显示-明确增加干燥和世界许多地区干旱风险。
最有可能不利影响是地中海地区的欧洲和非洲,中美洲,西南美国和南半球的亚热带。
这干燥是因为气候change-forced地区降雨量的减少,而且直接影响的温度,从而增加从表面蒸发损失,导致早期的融雪和降水变化从雪雨。
因此,未来预计将显著干燥影响大地区亚热带和中纬度地区,甚至在一些地区降雨变化可以忽略不计。
降雨发生时,更有可能在较短,更强烈的爆发。这可能意味着夏天越来越可能会看到时间的干旱天气伴有狂风暴雨。因此,许多地区的夏季径流可能会增加,因为更强的降雨。虽然这可能有利于补足河流、湖泊和水库,它并不一定帮助缓解土壤湿度赤字和地下水短缺。
挑战和机遇
而干燥的未来——在某些情况下,现在的水资源,给管理带来了重大挑战,也有大量的机会减少最严重的影响。
这些包括提高节水政策和利益相关者合作,利用盈余在湿年(仍然发生,即使在最干燥的预测),削减温室气体排放的明显的好处,限制气候变化的程度和减少在许多地区干旱风险。
虽然物理气候系统的研究不能为一个路径或另提供建议,他们强调必须解决的挑战,在这样一个世界,将是温暖的,在许多地方,干燥机,比任何人类经历了在过去的200年里。
厨师,我。,et al. (2018) Climate Change and Drought: From Past to Future, Current Climate Change Reports,doi: 10.1007 / s40641 - 018 - 0093 - 2