向西橫穿美國，會體驗到引人注目的景觀變化。高大的硬木樹讓位於矮小的灌木叢，翠綠的玉米地變成棕色的麥田，茂盛的草原變成仙人掌和雜酚油灌木。空氣變得乾燥，土地常常乾涸。這種從溼潤的東部到乾旱的西部的相當突然的轉變發生在一條邊界線上，這條邊界線整齊地切過加拿大的曼尼托巴省，然後是達科他州、內布拉斯加州、堪薩斯州、俄克拉荷馬州、得克薩斯州，一直延伸到墨西哥東部。這條分界線非常明顯，乘坐飛機的乘客可以看到它——一邊是綠色農田的拼布，另一邊是廣闊的棕色和金色。
而現在，根據上個月發表在《地球互動》雜誌上的新研究，隨著全球氣溫升高，這條邊界線正在移動，向東蔓延。鑑於這條線在塑造美國西部擴張中的歷史作用，它的移動可能會改變農業，而農業在Great Plains州的經濟中起著至關重要的作用。
西經 100 度子午線（實線）與美國相對溼潤的東部和較為乾旱的西部之間的氣候分界線重合。氣候變化可能已經將分界線向東推移（虛線）。圖片來源：理查德·西格，拉蒙特-多爾蒂地球觀測站
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地質學家和探險家約翰·韋斯利·鮑威爾是已知的第一位在 19 世紀中期構想東西部氣候分界線的科學家。很快，它就被稱為“西經 100 度子午線”——因為它大致與之重合的經度而得名——並在美國的傳說中帶上了一種神秘色彩。一個多世紀後，哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的氣候科學家理查德·西格偶然看到一張世界人口密度地圖時，它引起了他的注意。他在地圖上注意到西經 100 度子午線以西人口密度急劇下降：房屋、商業設施和道路的蔓延開始隨著植被的消失而消失。即使從太空看，東部的城市燈光也迅速消退到該線以西的黑暗中。西格想更多地瞭解溼潤/乾旱分界線可能如何影響人口的急劇下降。
首先，他和他的同事著手破譯這條線是否是一個真實存在的物理實體，因為它尚未透過現代科學資料集進行分析。根據《地球互動》研究，該團隊發現，在乾旱和降水模式以及土壤溼度和植被測量中，這條邊界線都有明確的定義。“我喜歡這篇論文的一點是，它抓住了已經成為神話的東西——但表明它是事實，”美國國家海洋和大氣管理局的氣象學家馬丁·霍爾林說，他沒有參與這項研究。
現代資料還幫助西格和他的同事們瞭解了這條線存在的原因。鮑威爾正確地指出，西部平原之所以乾燥，部分原因是它們位於落基山脈的雨影區，落基山脈阻擋了從太平洋吹來的溼氣。西格的團隊發現，大西洋冬季風暴和夏季從墨西哥灣向東北方向移動的溼氣也加強了這條線。
在對溼潤/乾旱分界線背後的科學原理有了堅實的瞭解之後，西格著手瞭解隨著世界變暖，這條邊界線未來可能會如何變化。該團隊使用氣候模型表明，隨著乾旱的西部平原擴張，氣溫升高可能會將分界線向東推移。這種乾旱的蔓延之所以發生，是因為氣溫升高使大氣能夠容納更多水分，從而增加土壤蒸發量。因此，北美溼潤/乾旱分界線上的過渡地帶可能會乾涸，而以前溼潤的地區可能會成為新的過渡帶。這種轉變並非侷限於遙遠的未來：自 1979 年以來收集的資料表明，這種轉變已經開始。該團隊表示，現在分界線似乎更靠近西經 98 度子午線，即西經 100 度子午線以東約 100 英里處，儘管資料中存在顯著的年際變化。
但霍爾林對至少沿著邊界線的南部地區向東移動的預測的準確性提出了一些質疑。自 1950 年以來，美國東南部地區的氣溫一直缺乏明顯的上升——這種現象被稱為“全球變暖空洞”。“如果我們無法解釋為什麼[東南部]沒有變暖，”霍爾林說，“當我們一直說它會變得更暖時，為什麼有人會相信我們呢？”由於東南部的氣溫保持穩定，而西南部的氣溫卻在上升，氣候邊界線應該保持在原地，並且在其南部地區變得更加明顯。西格同意這個“空洞”給他們團隊的工作帶來了潛在的複雜性。但他指出，在他們的觀測資料中，這種轉變已經很明顯，並指出有一些跡象表明這個空洞可能已經開始消失。西格說，這可能是一個自然氣候變化的例子，這意味著這條線的東移可能會以斷斷續續的方式發生。
如果西格的預測得到證實，這種轉變可能會改變西經 100 度子午線以東的農業——長期以來，這條子午線標誌著作物型別和農場規模的差異。溼潤的東部種植需水量大的玉米，而耐旱的小麥則在更遠的西部茁壯成長。西部平原的農場通常也比東部的農場大得多，以彌補其對乾旱的脆弱性——因此這條線在引發研究的人口下降中發揮了作用。西格借鑑歷史預測，隨著土地乾涸，分界線東緣的農場將不得不合並並變得更大才能生存。東部農民可能不得不放棄玉米，轉而種植更耐寒的小麥，甚至牧場，因為如果沒有足夠的水，大片耕地可能會完全歉收。西格說，這種轉變可能會提高玉米、玉米產品以及肉類（大多數牲畜通常以玉米為食）的價格，從而可能減少消費。
然而，農業也有調整的方法。霍爾林以玉米生產為例，自 20 世紀中期以來，隨著新的灌溉方法、作物品種、殺蟲劑、肥料和其他實踐的出現，玉米單產增加了 60%。他說：“僅僅看氣候就說，‘哦，事情會變得一團糟’，這有點膚淺。”“農藝領域不會一成不變。適應確實會發生。發展確實會發生。”
美國宇航局戈達德空間研究所的氣候科學家本傑明·庫克沒有參與這項工作，他也認為人類不是對氣候系統突發奇想的被動應對者。他說：“人們已經在這些地區生活了數千年，隨著時間的推移，我們已經開發出不同的方法來應對乾旱的發生。”“唯一可能失敗的前景就是假裝這不會成為一個問題。”