未來可能出現更頻繁的沙塵暴

氣候變化和不可持續的農業實踐的結合可能導致類似“塵暴”的狀況

First responders walk among wreckage of highway accident

急救人員走過2023年5月1日在伊利諾伊州蒙哥馬利縣法默斯維爾北部發生的致命55號高速公路撞車事故中涉及的72輛汽車。官員表示,新犁耕的農田和強風導致了覆蓋高速公路的沙塵暴。

濃厚的塵雲在幾分鐘內形成,吞噬了55號州際公路的一部分——伊利諾伊州聖路易斯和芝加哥之間的主要幹道——在5月1日形成了類似暴風雪的白色盲區。司機們猛踩剎車,但速度不夠快。汽車一輛接一輛地相撞,造成7人死亡,72輛汽車的殘骸佈滿了高速公路的兩側。

國家氣象局氣象學家查克·沙弗說,要在中西部發生這樣的悲劇,必須有多種因素完美地結合在一起。他透過衛星影像追蹤了這堵可怕的塵牆。在這種情況下,直線風在農民犁地後不久就橫掃了州際公路附近的農田,使表土鬆動,由於連續數週沒有下雨,表土異常乾燥。這種情況並不經常發生,這意味著沙塵暴在伊利諾伊州很少見。但研究人員警告說,隨著氣候變化的影響和不斷擴張的農業產業,這種風暴可能成為大平原和中西部地區日益嚴重的問題。這種擔憂甚至導致一些科學家開始考慮該國的心臟地帶是否正在陷入新的“塵暴”。1930年代最初的“塵暴”是美國曆史上最嚴重的乾旱,造成了前所未有的沙塵暴,並摧毀了農業。

美國宇航局戈達德空間研究所專門研究陸地表面變化和乾旱的氣候科學家本傑明·庫克說:“這些風暴侵蝕了數億磅的表土,並將塵土傳播到紐約市。”庫克在他的研究中表明,農業的集約化——耕種草原種植玉米和小麥——助長了最初的“塵暴”。在這場災難之後,政府的土壤保持局採取了重大措施來改善破壞土壤的做法。農民現在嚴重依賴灌溉來控制灰塵。但專家表示,今天的傳統農業實踐仍然使土壤處於危險之中。


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洛斯阿拉莫斯國家實驗室的農業土壤侵蝕專家埃文·塔勒說:“傳統的農業實踐非常密集。”“他們為了控制雜草和土壤溼度而大量犁地,結果是土壤變得非常鬆軟,很容易被水和風侵蝕。”在冬季,當植物不生長時,土壤會裸露在外。塔勒和他的同事們計算出,在過去的160年中,使中西部地區以農業聞名的三分之一的黑色表土已經被侵蝕

農業對沙塵的影響也得到了更廣泛的體現。在最近的一項研究中,猶他大學的大氣科學家加內特·哈拉爾和她當時的研究生安德魯·蘭伯特發現,大平原地區的大氣塵埃水平在2000年至2018年間每年增加5%——這意味著二十年內塵埃幾乎翻了一番。增加的情況與農民在那段時間將草原轉變為耕地的地區相一致。春季播種和秋季收穫期間,塵埃濃度最高。

農業仍在擴張。推動生物燃料生產的政策正在驅使農民將甚至農業生產力較低的土地轉變為種植玉米用於乙醇的田地,而這些土地隨後會產生更多的沙塵,哈拉爾說。在伊利諾伊州,這個“草原之州”,曾經保持土壤數個世紀的草原只剩下十分之一。更廣泛地說,北美原始高草草原中,未被開墾的土地不到4%。即使是透過美國農業部的保護儲備計劃(CRP)恢復為草原的一些土地也被重新轉為耕地。塔勒說:“與美國農業部為CRP土地支付的費用相比,在邊際地區種植表現不佳的作物更有利可圖。”

氣候變化可能在某些地方加劇了沙塵問題,因為天氣模式的改變導致降雨減少,高溫使土壤更快地乾燥。庫克說:“過去20年來,美國西部大部分地區一直處於幾乎持續的乾旱狀態。”在那裡和大平原,“如果我們看到乾旱和乾旱持續增加,正如我們預期的那樣隨著氣候變化而發生的那樣,我們將會看到大氣中的塵埃負荷進一步增加。”科學家們正在積極研究西南部高速公路附近的塵埃熱點,並且已確定大平原和中西部是需要關注的地區

雖然在氣候變化下,西部、西南部和大平原的大部分地區正在變得更加乾燥,但伊利諾伊州通常會變得更加溼潤,頻繁發生強降水事件和區域性洪水。然而,沙塵量仍在增加。哈拉爾的資料顯示,5月風暴的發源地該州中南部地區的沙塵每年增加約2%。這表明農業在那裡發揮的作用,並使政府有責任激勵更好的耕作方式,塔勒說。一種減少灰塵的方法是免耕農業,它使用一種特殊的播種機,將種子鑽入地面的微小溝槽中,從而無需耕地。另一種方法是覆蓋作物,即在冬季種植燕麥或毛苕子等作物,使田地永遠不會裸露在外。

塔勒說:“結合起來,這兩種方法已被證明可以將侵蝕減少大約95%。”國會有機會在今年重新談判的農業法案中納入對可持續農業實踐的激勵措施,但塔勒並不認為這會發生。“歸根結底,”他說,“一切都取決於政策。”

庫克說,鼓勵這種做法並繼續灌溉可能有助於防止發生像1930年代災難規模的“塵暴”。哈拉爾同意。“我會說這是一個我們應該真正關注的新興趨勢,”她說。“它會變得像‘塵暴’那樣糟糕嗎?我們無法確定。但這應該是我們都應該意識到並關注的事情。”

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