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注意防范!黑龙江发布暴雨红色预警信号

2024-11-23 03:36:52 | 来源:17587371117
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  近两年,关于西北暖湿化的讨论日益增多。随着西北地区暖湿化现象的凸显,一系列极端天气气候事件的发生,西北暖湿化被简化为一系列简单现象的集成:青海湖水位回升、绿洲面积扩大、草场变绿和沙漠出现湖泊。公众甚至会好奇,在气候变化影响下,西北地区是否真的会从沙漠变成江南,汉唐景致能否重现?

  专家们反复澄清和强调,西北地区变暖变湿,虽然是不争的事实,但仍很难改变西北地区干旱的气候形态。实际上,西北暖湿化是一把双刃剑。

  西北暖湿化的成因是怎样的?如何用全球气候变化的视角审视西北暖湿化?暖湿化对西北带来的真实影响有哪些?在当下和未来,应如何科学应对西北暖湿化带来的机遇和挑战?日前,围绕相关问题,《中国新闻周刊》专访了中国工程院院士、国家气候变化专家委员会顾问丁一汇,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,他们分别从全球和区域视角,给出了回答。

  西北暖湿化是全球气候变化

  引起的结果

  中国新闻周刊:西北暖湿化的成因是什么?如何从全球变暖的视角审视西北暖湿化?

  丁一汇:西北暖湿化是全球气候变化引起的一个区域性演变的结果。西北地区从“暖干”到“暖湿”的转折点出现在20世纪80年代。从自然原因看,上世纪80年代起,大西洋的暖洋流开始增强,暖湿气流也在增强,这是海洋的年代际变化。2010年以来,这种增强的趋势和北极变暖更加显著,更多水汽和热量从北极向南输送到低纬度地区。

  与此同时,大西洋暖洋流的改变也通过海气相互作用,经过全球性的西风环流,将更多暖湿气流带到欧洲和中亚地区,再到国内的西北地区;另一方面,水汽也更多直接输送到北非。近20年,在北非曾经的一些干旱之地,降水量也明显增加。因此,暖湿化不是中国西北地区独有的现象。大西洋暖湿的海水源源不断地产生,它带来的暖湿化影响不仅在北大西洋,而会通过大洋传送带影响全球尺度的天气气候。

  另一方面,西北暖湿化的另一个源头来自北极升温,与前者的周期性自然变化不同,北极增暖主要受全球气候变暖影响,海冰融化,北极的冷空气不断南下,以冷高压的形式,形成了东风,经过西伯利亚地区到达亚洲中东部,把丰富的水汽带到中国西部与东部季风区。它将来自北极和太平洋的多种水汽源从东向西一路带到西北地区。

  以前,都是干冷空气自西与自北向中国东部输送,现在是东风将暖湿气流输送到西北。研究发现,在西北气候转型之前,自东向西的水汽输送很少,形成暖湿化趋势之后却明显增多。而且,东风逐渐增强的结果是水汽带向西扩展,东风的明显西扩,是过去很少发生的现象,最近却经常出现,这可能是加剧西北暖湿化的一个重要因素。

  当越来越多的水汽从东向西输送过来,却未必能产生降水,因为降水不仅需要足够的暖湿水汽,一定要和冷空气相互作用。西北的冷空气主要从偏西、偏北路径向东扩,这正好和东部季风区吹来的水汽在新疆相遇,并产生明显的降水。所以,暖湿化最早出现在西北地区西部,新疆北部的降水增加尤为明显。

  实际上,受大气环流影响,西北暖湿化正在向西扩展到中亚地区,向东辐射到华北西部。从中国、中亚地区一直到印度北部、巴基斯坦,亚洲中西部的暖湿趋势最为明显。如果不是大西洋暖洋流增强和北极升温同步发生,不可能出现从北非经过西亚,到中亚和东亚这么大范围的暖湿化。

  中国新闻周刊:20世纪80年代以来,西北气温和降水的变化趋势呈现什么规律?有何区域差异性?

  张强:西北地区降水总体西少、东多,从近几年看,西北东部降水增幅更大,西部增幅较小,荒漠地区降水也有增加,但生态效应很弱。暖湿化趋势下,西北地区整体的区域水循环在加强,而且,增温使冰川加速消融,冰川是固体水库,固体的水消融之后变成液体水参与循环,就会形成降雨。目前来看,西北现在的降水量可能还没超过历史上降水量比较多的时期,暖湿化对西北地区气候格局的改变非常有限。西北的干旱区还是干旱区,半干旱区还是半干旱区,具体范围可能有微弱的变化,但西北回不到网上热议的汉唐时期。

  变暖让区域大气的持水量增加,大气相当于一个水盆,装满了以后水就会倒下来,就形成降雨。以前持水量小的时候水盆也小,在短时间内就能装满,但现在水盆大了,装水时间很长,也就是说会长时间不降雨,一降雨就是暴雨。因此,在全球气候变暖的背景下,全球的干旱和暴雨都在同时增加,西北地区更加突出。这也是近年沙漠湖泊在西北频现的原因之一,沙漠区域下了一场暴雨后短期内蒸发不了,在低洼地区积累下来,形成了临时湖泊。

  另外,变暖也会加快植物的蒸发,可能会抵消降水的效果,植被的蒸发加快,对水分的要求更多,会加剧西北地区的生态脆弱性。不过,西北不少地区的植被在向好变化,总体植被盖度也在增加,说明土壤水分还是有所改善,整体上来说,降水增加并没有比蒸发的部分少。

  暖湿化可能引发干旱危机

  中国新闻周刊:虽然整体来看,西北近年来生态改善明显,但局部区域的植被也出现退化,是否可以从蒸发与降水的关系来理解?

  张强:在西北暖湿化转型中,相较降水的变化,增温趋势更明显,那么,如果一个区域降水增加了10%~20%,在距山近的地方,因为降水基数本身就大,这个20%就是有意义的,植被可以得到改善。但在沙漠地区,温度增加的作用比降水更大,温度升高会使蒸散抵消掉降水的效果,植被退化是可以理解的。

  为什么同样是降水增加,在一个地区有生态效益,另一个地区则没有。因为只在有一定降水基础的地方,降水增加对区域生态才有正向贡献,如果这个区域年降水量只有100毫米,增加了20%也只到120毫米,对植被的生长而言,100毫米和120毫米没有区别,都不适合它的生长。因此,西北暖湿化对生态植被的影响不能一概而论,有的地方植被在改善,有的地方植被在退化。

  中国新闻周刊:一方面,暖湿化趋势下,西北地区的降水量正以9.32毫米/10年的速率增加,绿洲面积扩大了,有些过去死亡的湖泊“复活”了;但另一方面,局部地区的干旱风险却在加剧。一项研究表明,1997年以来,极端干旱频率呈增加趋势,你如何看待这种矛盾?

  丁一汇:变暖是个双刃剑。气温升高后,大气的饱和比湿值增加了,也就是说,湿空气想要达到饱和的难度增大,更不容易形成降雨。如果饱和比湿值增加的程度,快于实际大气中水汽的增加速度,非但不能增加降水,还会带来干旱。比如南疆部分区域温度增加得很快,但水汽增加的速度跟不上,空气难以达到饱和值,可能加剧干旱。

  新疆是干旱区,即使存在暖湿化转型,干旱的风险是更根本的,一年中空气达到饱和比湿值的几率不大,在整体范围内,难以形成大量降水。全球变暖下,冰川加速消退,当冰川融化,积雪融水不足以补充夏季的河川径流,就会出现干旱。新疆主要靠水库来储存一些降水,以备干旱时使用,但这其实是远远不够的。现在最担心的是出现降水的年代际波动,比如降水连续10年减少,就会产生灾难性的持续性大干旱。

  张强:暖湿化的确可能引发干旱危机。随着气候变暖,虽然总的趋势上降水增加了,但降水的波动性也加强了,年与年之间的差距变大了。因此,我们不能认为西北暖湿化之后,每年都会降水,可能某一年的降水比以往少得多。

  中国新闻周刊:水资源短缺是制约西北经济社会发展的最关键因素,暖湿化可能引发的干旱危机,进一步对未来的水资源管理与利用提出了新的挑战。你有何建议?

  丁一汇:提前制定未来30~50年的水资源合理利用策略,对气候的预测模式和数据不断进行更新,以便更精确地知道降水会增加多少,未来有多少水可以利用。我们要“以水定任务”,不能盲目乐观。西北地区是一个干旱区,很多地方的年降水量只有100多毫米,这是全球的大气环流和热力场所决定的,主要由自然因素造成,暖湿化不能从根本上改变西北缺水的气候态,必须要继续提倡节水。

  张强:西北以灌溉农业为主,在农业水资源利用方面,最易推行的措施就是农业节水,推广节水型农田,现在都要求高标准农田建设,所谓高标准,就是用水效率高、耗水少。此外,需要研究具有抗旱性的种子,如果气候预测年底降水较少或者干旱,就要及时调整种植品种,尽量多种抗旱性作物。但农户都有惯性,往年种什么,今年就种什么,没有特别考虑气候因素,这点亟待改变。

  现在必须要提高人们对暖湿化影响的科学认识,主动去应对气候变化。暖湿化是一个缓慢的过程,一些基层政府没有应对气候变化的意识,觉得离自己很遥远,这就像温水煮青蛙,等到真正产生严重影响了,再去采取行动就来不及了。

  冰川继续消退,

  西北生态、农业会面临挑战

  中国新闻周刊:21世纪以来,西北地区的极端天气事件,比如说南疆暴雨、沙漠洪水、极端干旱的发生频率、强度都在显著增加。我们该如何应对?

  丁一汇:对西北而言,由于长期的气候条件下属于干旱和半干旱区,降水少,自然环境和生态系统一般适应这种干旱区的气候条件。如果一旦发生强暴雨或持续性强降水,反而由于当地自然条件不适应,进而导致洪涝灾害的发生或土地翻浆。我们曾做过研究,近些年,西北地区极端暴雨事件较多的三个地方为:伊犁地区、北疆中西部及甘肃东部。伊犁地形较为特殊,属河谷地带,位于南北天山之间,组成了一个向西开口的喇叭形状,只要潮湿西风吹过,从上游带来水汽,伊犁地区通过水汽直接倒灌就会出现降雨甚至暴雨。近些年,伊犁地区的暴雨频次明显增加。

  实际上,早在21世纪初,施雅风院士最先注意到西北“暖湿化”信号时,他就和我说过,暖湿化有利有弊,最令人担忧的就是洪水。西北很多居住区都在河流边上,但当地对洪水的防御能力远远小于东部地区,很多基础设施也不是为抗洪设计的,本地人对洪水的防灾减灾意识也很弱。

  这几年,西北的防汛压力明显增大。山区洪水很重要的一个来源就是积雪的融化,在很多流域的汛期,“暴雨+融雪型”洪水愈发常见,因此要对前一年冬天的降雪及时监测和预报。这涉及降雨的长期预报,是一个较难的科学问题。

  张强:西北地区的极端天气,比如暴雨、干旱、沙尘暴等,这几年在持续时间、发生期上都有一些异常反应,比如今年七八月份发生沙尘暴就比较罕见。因此,必须要提高对极端天气的监测、预报和预警能力,气象部门要努力做到“监测精密、预报精准、服务精细”,而且,对极端气象灾害的预防与防范不只与气象部门相关,需要多部门、全社会联动起来,形成合力。

  中国新闻周刊:根据预估,西北暖湿化趋势可能会持续多久?

  丁一汇:我们团队做了多次多气候模式分析与预估,结果显示,大多数国内外模式表明西北暖湿化会一直持续到2050~2060年。而且,降水增加趋势会往南移,和青藏高原的降水区连在一起,未来,青藏高原降水也会不断增加。

  张强:根据团队在不同排放场景下的预估,2021~2050年,西北地区一直呈变湿趋势, 但相对于过去30年,变湿趋势明显放缓。相较降水,增温改变的幅度可能更大,预估显示,到21世纪末,西北整体从中温带过渡到暖温带并非没有可能。对西北而言,温度增加是弊大于利,如果温度带真的改变,冰川、积雪、冻土会进一步融化。

  现在西北地区的水资源中,冰川和积雪是一种非常重要的稳定器,它们能够调节径流,农业在春季用水时,如果还没有降水,冰川融水可以为农田提供灌溉。因此,受变暖影响,如果冰川继续消退,西北地区的生态、农业会变得非常脆弱。今年,西北很多水库缺水,就和这种脆弱性有关,因为冰川最近几年一直在减少,稳定器的作用减弱了,相当于家庭的银行存款没了,一旦失业就没有钱了。

  基础设施设计、建设标准要调整

  中国新闻周刊:如何辩证看待西北暖湿化的利与弊,科学应对气候变化带来的机遇和挑战?

  丁一汇:西北暖湿化带来的影响利弊并存。对农业和牧业而言,西北暖湿化有有利的一面。降水增多,会使得草长得更高、更加繁茂,这在新疆的伊犁地区体现得较为明显。伊犁地区、北疆西部地区、陇东地区的农业区有条件得以扩大,水资源的问题也得到缓解。值得指出,整个西北地区,21世纪以来,降水增加最显著的是陇东地区,以前,甘肃东部基本上是干旱区。除此之外,青海的降水也大幅度增加。2005年以来,青海湖水位连续18年回升,2022年,青海湖水位达到3196.57米,明显超过20世纪60年代初期水位,青海地区的生态系统能够并正在得以改善。

  同时,要注意到,西北地区对于降水的承载力是有限的。如果降水过多,可能会有反效果,比如说造成路基翻浆,农业生产、生态系统生长等会受到明显影响,尤其是一些农作物的生长和畜牧业会受到明显影响。局部地区会出现泛滥的洪水,特别是青海湖地区。比如,去年8月,青海西宁市大通县就遭遇短时强降雨,引发了山洪,造成至少20多人遇难。有研究称,受暖湿化影响,陇东地区气象灾害发生的频率和强度在明显增加。另外,应尽快研究与冰川相关的灾害以及应对措施,面对冰川融水带来的洪水,在一些关键的水库区、河边的居民区,要提前制定好应对方案。

  最后,要格外强调的一点是,现在西北各地注意到暖湿化的特征,希望借着这一趋势谋发展,建工厂、吸纳更多人口、建居民区,甚至能多分一些水资源。实际上,关于西北暖湿化的应对,应站在整个大西北气候变化的层面,统筹规划去考量对策,制定长期规划。对策涉及的时间跨度不应是10年、20年,而应是50年~60年。

  (实习生肖潇对本文亦有贡献)

  记者:霍思伊 杜玮

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