科研動態
研究預測黃土高原未來幾年降水可能還會持續增加
研究區域采樣環境:(a) 研究區位置、采樣點、氣象站和對比點;(b) 氣象站和GPCC的區域月降水量和溫度記錄。
黃土高原東(a, 本研究)、西(b, Liu et al., 2019)部水文年降水對比及1920年代末期干旱與北半球溫度變化(NHT, c, d)的關系。圖片均由論文作者提供
干旱是黃土高原面臨的最具影響的氣候挑戰之一。已有的大量研究表明,20世紀下半葉以來黃土高原及其周邊地區干旱化趨勢顯著,由此引發了人們對這一廣大地區水資源短缺的擔憂。
研古道今,在過去幾個世紀的氣候背景下,目前的降水狀況如何?特別是對于進入高質量發展階段的黃河流域,亟需解答黃土高原內部降水存在怎樣的時空差異和除了夏季風系統外,還有哪些因素對干旱事件形成產生重要影響。
中國科學院地球環境研究所樹木年輪研究課題組研究員蔡秋芳、劉禹等利用采自黃土高原呂梁山中北部多地樹輪寬度資料,重建了研究區1773-2020年上年8月到當年7月(水文年)的降水量變化歷史。
其研究結果近日在線發表于《全環境科學》(Science of the Total Environment)。
蔡秋芳介紹,該項研究揭示:在過去近250年中,1910-1932年和1796-1806年分別為研究區最干旱和最濕潤的時期;在十年尺度上,1920年代和2010年代分別為最干旱和最濕潤的十年;在百年尺度上,19世紀相對濕潤,而20世紀相對干旱。盡管20世紀下半葉研究區呈現明顯的降水減少趨勢,但是這一趨勢已在2000年初期得到扭轉,近十幾年研究區逐漸變濕,2014-2020年是過去250年中的第二個最濕潤時期。
“根據變化周期來看,未來幾年研究區降水可能還會持續增加,但也應預防之后會發生類似于20世紀下半葉和1890-1920年代的降水持續減少(干旱化)現象;統計發現,黃土高原干旱更易發生在高溫時期”,蔡秋芳指出預測結果。
該研究結果表明,重建降水在一定程度上可代表黃土高原東部地區過去近250年的干、濕變化。特別是在過去兩個半世紀里,黃土高原東、西部水文氣候變化主要存在兩次區域差異:一是,盡管黃土高原東、西部在1920年代末期都發生了特大干旱,但在1890年代-1920年代期間,黃土高原東部表現出逐漸變干趨勢,而這種趨勢并未在西部的記錄中體現;二是,黃土高原東部最近一次干旱化始于1950年代,而西部始于1930年代,東部比西部晚。
“黃土高原降水變化除了受亞洲夏季風強弱及與之相關的大尺度環流,如冬季北大西洋濤動(NAO)和太平洋年代際振蕩(PDO)變化的影響外,本研究的另一個重要發現是1920年代末期廣發于我國北方地區的干旱事件可能還與北半球溫度平均態變化有關”,劉禹進一步說明。
相關領域的專家認為,該研究不僅對客觀評估黃土高原當前降水狀況、緩解人們對水資源短缺的擔憂以及提高我們對整個黃土高原氣候變化時空特征的理解具有重要意義的同時,還可為黃河流域的生態保護和決策提供基礎數據。
據悉,該研究得到中國科學院戰略性先導科技專項、青島海洋科學與技術試點國家實驗室山東省專項經費、國家自然科學基金、陜西關中平原區域生態環境變化與綜合治理國家野外科學觀測研究站和黃土與第四紀地質國家重點實驗室的共同資助。
相關論文信息:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722050598?dgcid=author