嚴重的乾旱實際上可能起源於海洋

與颶風類似,它們可以襲擊陸地,但其緩慢的速度可能有助於改進乾旱預報

雜草生長在加利福尼亞州拉格蘭奇的麥克盧爾湖曾經的湖底,那裡乾旱、開裂,時間是2015年3月24日。

乾旱會讓人聯想到廣闊的、堅硬開裂的土壤和乾枯的植物,但新的研究表明,災難性的乾旱期可能發生在最潮溼的地方:海洋。類似颶風的形成方式,低溼空氣團有時會形成並在海上遷移數千公里。然而,這些乾燥空氣區域的連貫性較差,在發展過程中會改變形狀,而且移動速度要慢得多。有些乾旱需要半年以上的時間才會到達陸地,在那裡它們會摧毀農作物並威脅到水安全。然而,漫長的傳播時間意味著預報員或許能夠預測這種新發現的乾旱型別何時會影響美國西部等關鍵地區。

“將乾旱視為一種動態的災害是一種新思路,”幫助發現這一現象的環境工程師胡利奧·埃雷拉·埃斯特拉達說。他和他的斯坦福大學博士後導師諾亞·迪芬博在今年秋天發表在《水資源研究》上的一項研究中描述了他們稱之為“登陸乾旱”的現象。

埃雷拉·埃斯特拉達和迪芬博透過追溯分析1981年至2018年間全球各地(包括陸地和海洋)相對低大氣溼度的區域的氣象記錄,得出了他們的發現。“我們觀察到它們每月如何改變形狀,並跟蹤它們在空間和時間上的移動方式,”埃雷拉·埃斯特拉達說,他現在是位於新墨西哥州聖達菲的笛卡爾實驗室的應用科學家,專注於可持續發展。研究人員發現,大多數乾旱區域完全在海洋或陸地上開始和結束。但有六分之一影響大陸的乾旱被發現起源於海洋。“要理解這一點並不容易。考慮到海洋是溼的,認為乾旱發生在海洋上有點違反直覺,”埃雷拉·埃斯特拉達說。“但是海洋上仍然可能出現降雨量較低的情況。”


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根據聯合國糧食及農業組織的資料,在過去的40年中,乾旱影響的世界人口比海嘯、地震或任何其他自然災害都多,造成數百萬人死亡和流離失所。與傳統的乾旱相比,登陸乾旱尤其極端:平均而言,在全球範圍內,它們可能幹燥三分之一,並且可能以近四倍的速度增長,規模擴大五倍以上。研究人員沒有調查它們為何更嚴重,但“一種觀點是,造成登陸乾旱的大氣模式本身可能不同,”埃雷拉·埃斯特拉達說。例如,造成和推動登陸乾旱的模式可能比那些在陸地上形成並保持的模式更大。

登陸乾旱的熱點地區似乎包括北美西部、南美洲東部、非洲西南部和東亞。研究人員尚不確定原因,並表示形成和影響登陸乾旱的因素可能在世界不同地區有所不同。例如,在北美西部,他們發現這些乾旱與阻礙暴雨的高壓區域有關,因此可能引發乾旱。埃雷拉·埃斯特拉達推測,隨著高壓區域的移動,登陸乾旱可能會沿著它們的路徑發展。一旦這些乾旱登陸,高壓區可能會將它們鎖定在原地。例如,一個臭名昭著的高壓系統,被稱為“荒謬的彈性脊”,在加利福尼亞州2011年至2017年乾旱期間,頑固地停留在美國西海岸附近——這是有記錄以來最嚴重的乾旱之一。

埃雷拉·埃斯特拉達和迪芬博希望監測登陸乾旱將有助於加強加利福尼亞州和其他熱點地區的預測和準備。“季節性預測真的很難,”由聯邦資助的加利福尼亞-內華達州氣候應用專案的氣候專家朱莉·卡蘭斯基說,她沒有參與這項新研究。她歡迎解決這個問題的新方法,並認為跟蹤海洋上空的低溼度區域是有希望的,因為研究人員可以監測單一因素——大氣溼度,而不是多個因素。這是因為大氣溼度會受到其他可能影響乾旱發展的因素的影響,例如風速和海面溫度。下一步是看看這個指標最終的預測效果如何。“它的可靠性如何,它能給我們提供多少提前時間?”卡蘭斯基說。

為非洲國家開發乾旱預警系統的克里斯·芬克(他沒有參與這項新研究)已經準備好找出答案。“我非常喜歡這項工作,它真的很令人興奮,”他說,並補充說,由於其相對較長的提前時間,登陸乾旱可能非常可預測。“我們將需要它,因為氣候變化正在使乾旱更加嚴重。”加州大學聖巴巴拉分校氣候災害中心主任芬克計劃擴大其非洲早期預警系統,以包括登陸乾旱,這將需要追蹤數百甚至數千公里外的乾旱。“這項工作的一個吸引人的地方是資料已經存在。有大量的衛星觀測資料,”他說。“登陸乾旱為我們提供了一個新的尋找模式。”

Robin Meadows is an independent science journalist in the San Francisco Bay Area. She covers water, climate resilience and environmental policy. Her work has also appeared in bioGraphic, Chemical & Engineering News, High Country News, KneeDeep Times and elsewhere.

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