高温干旱引发的思考

夏天似乎越来越热,也热得越来越早,许多地方的气温纷纷突破历史极值。伴随着高温而来的,是各个地方旱灾的消息:华北严重干旱,山东迎58年来最旱,云南“逆天”干旱,欧洲热翻、西班牙和法国持续高温干旱,澳大利亚出现空前干旱,中美洲干旱,肯尼亚干旱,印度干旱,正值雨季的泰国却遭遇近十年来最严重旱灾......许多人不禁要问,这世界究竟是怎么了?

干旱一定是高温引起的吗(高温干旱是人类生产活动造成的吗)(1)

干涸龟裂的河床

干旱是一种静悄悄发生的自然灾害,当一个地区降水不足,地下水又不能及时补充,土壤蒸发量大,造成土壤水分持续不足,就被称为干旱。

干旱经常伴随高温发生,因为高温会带来更大的蒸发量,使土壤更快失水。但高温并不是干旱发生的唯一条件,如果一个地方冬天持续不下雨降雪,也会造成严重旱灾。北方地区经常发生的冬旱会影响工业生产和居民生活用水供应,也会对土壤墒情造成不利影响。

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国家气候中心干旱检测图,红色部分代表旱情发展情况

干旱是怎么发生的?

世界气象组织将干旱分为六种类型:气象干旱、气候干旱、大气干旱、水文干旱、农业干旱和用水管理干旱,我们通常将其简化为气象干旱、水文干旱和农业干旱。所有这些干旱类型都集中于一个焦点:地面水供应不足

我们知道地球上存在水循环:海洋和地面蒸发的水气会汇集到空气中形成水蒸气,一部分水蒸气形成云;风和大气环流将云带到各个地方;当条件合适时,云中的水滴会聚集在一起形成雨落下来;90%左右的雨会落回到海洋里,剩下的落到地面上。然后是下一轮的蒸发和降水,循环不息。

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水循环简图

温度越高,水气蒸发量就越大,降水量也随之增大,为什么会发生干旱?这需要从地球的水气输送通道找原因。我们知道地球表面的水气蒸发与总降雨量是基本平衡的,有的地方雨下得少了,就意味着另外一些地方雨会更多;某些地区的干旱很可能伴随着另外一些地区发生洪涝灾害,又或者,海洋里降下了更多的水。

我们看一看下面这张近二十年来地球降水变化的动图就可以知道,地球的降雨带是在时刻发生变化着。

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20年来地球雨带变化情况,蓝色部分为降雨地区

你也许注意到了,同样是海洋上方,太平洋和大西洋东部赤道两侧经常是没有降雨,北非、中东、中亚和澳大利亚也缺乏雨水,这是大气环流副热带高压造成的结果。

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大气环流图

在副热带高压控制的区域,高空干冷气流下沉,造成地面缺少水气供应,很难形成降雨条件,是这一区域高温干旱的主要原因。同样地,地球的两极由于受极地高压的影响,也极少发生降水或降雪,那里也极其干燥,只不过南北两极没什么人住,地上全是冰雪,科学家们喜欢。

厄尔尼诺和拉尼娜现象

你可能会说,既然水气由大气环流输送,副热带高压控制区域没有降雨,其它地方应该不缺水呀!为什么干旱会发生在其它许多地方,甚至包括了赤道附近的马来西亚和泰国?

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泰国大旱,一名僧侣从干涸的湖底走过

这是个好问题。

我们总说“气候反常”,其实对于地球来说,“反常”是一种常态。在地球45亿多年的历史中,从来没有一种状态是维持不变的,它始终在一个大的运行规律中发生着“小的”变化,比如我们经常提到的厄尔尼诺和拉尼娜现象。

气象学家们认为,世界各地频繁发生的反常高温和持续干旱,大多是由厄尔尼诺现象与南方涛动合并(ENSO)造成的,世界气象组织和我们的国家气候中心已经确认了今年是一个“厄尔尼诺年”。什么是厄尔尼诺?

厄尔尼诺是西班牙语(El Niño),“圣婴”或“老天爷的孩子”的意思,它是由南美洲西班牙语国家的渔民们首创的自然现象代称。因为“圣诞节”前后的几个月,太平洋东南部沿海的凤尾鱼群常常大面积死亡,使渔民们遭受天灾,他们觉得这是老天爷的熊孩子在捣蛋,把鱼都给搞死了。

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凤尾鱼群

实际上,“上帝”并没有什么熊孩子,鱼群的死亡与海面温度异常升高有关。科学家们研究发现,每隔几年,太平洋中部到东南部区域的海水温度都会比往年升高4~5℃,这是喜好冷水的凤尾鱼所不能忍受的,鱼类的大面积死亡同时造成以它们为食的海鸟饿死、秘鲁的渔民们失去了生活来源。

厄尔尼诺现象不仅使秘鲁海岸的鱼类稀缺,而且对整个地球产生了影响。依赖农业和渔业的国家,特别是与太平洋接壤的国家,受影响最大。

当厄尔尼诺发生时,东部太平洋海面升高的温度会加热大气,使这里的空气抬升,从而使大气环流发生振荡,进而影响世界其它地方的天气。

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厄尔尼诺使广义沃克环流(12月至2月)发生异常

从上面这张图我们可以看出,太平洋东部发生的厄尔尼诺现象会在太平洋西部以及东亚地区形成高压区,使这里的降雨减少,造成干旱。而在正常年分,也就是在ENSO平衡的情况下,东亚地区由低压控制,许多地方雨量是充沛的。

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正常年份,ENSO平衡,东亚多雨水,西亚和东太平洋干旱

而当拉尼娜发生时,情况与ENSO平衡状态接近,只是由于东西太平洋海水温度反向变化,造成比ENSO平衡时更大的降水和反常的台风多发。

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拉尼娜影响下的沃克环流

干旱的其它原因

把所有旱灾的责任全都推给“上帝的孩子”似乎有失公允,其它很多因素也可以造成某些地方的持续干旱。

有些地区因为地形地貌的原因,暖湿气流很难进入、即使进入了也难以形成降雨云团,也是造成干旱的原因。

比如说塔克拉玛干沙漠,它的南边有青藏高原和昆仑山脉、西边有帕米尔高原、北部是高耸的天山、东边有祁连山阻挡,再加上副热带高压的控制,它的地形地貌决定了潮湿的空气难以进入,是其降雨稀少、持续干旱的主要原因。类似的情况也发生在美国西部山谷。而在南美洲的阿塔卡马沙漠,由于安第斯山脉的阻挡,近在咫尺的太平洋暖流不能到达,造成超过18万平方公里的地区几百年不下雨,成为“世界旱极”。

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阿塔卡马沙漠,世界旱极

干旱是自然现象,不以人类意志为转移,但一些地区的旱灾却往往伴随着人类因素。

我们如何应对旱灾?

许多人高估了人类的能力,常常将自然界发生的干旱归咎于人们对自然的开发与生产,或者幻想在不久的将来可以改变气候、使天灾不再发生,这都是不对的。

愚公不能移山。愚公的故事仅仅发生于古代流传下来的神话传说,它体现出人类勇于与自然搏斗的一种不服输的顽强精神。就像“愚公移山”故事里讲的一样,天行、王屋二山最终是愚公以他的精神“感动了天帝”,“ 帝感其诚,命夸娥氏二子负二山,一厝朔东,一厝雍南。”最后还是让神仙把山给搬走了。

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《愚公移山》

同样地,人类在可预知的未来都没有能力改变大气环流,让厄尔尼诺和拉尼娜现象不再发生,使人类居住的所有地方都四季风调雨顺,不再发生旱涝灾害。

应对旱灾,我们首先需要合理规划生产,学会敬畏自然,顺势而为。如果我们不顾自然规律,强行伐木开荒、过度放牧,造成大面积水土流失,土壤无法保持水份,当干旱来临时,我们自然要遭受惩罚。

其次,我们要学会科学合理地利用水资源,不使社会的发展超出自然界的承载能力。我们需要在大力兴修水利、引水蓄水的同时,尽快推广科学种植、节水灌溉。这样当干旱来临时就不会因灾害而发生大面积农业减产,确保粮食供应和人民生活不受大的影响。这些都是我们当下就可以做到也应该做到的事情。

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“南水北调”是引南方水缓解华北旱情的经典工程

总结

干旱是一种自然现象,它不是人类生产活动造成,也不以人的意志为转移。

干旱主要是因大气环流异常造成。太平洋东部海水异常升温造成局部气温升高,影响大气环流振荡,由此引发的厄尔尼诺现象和南方涛动是东亚地区干旱天气频发的重要原因。

其它地形因素以及小气候的影响也会造成一些地区持续旱情。

人类目前无法消除干旱,但可以通过科学生产和兴修水利未雨绸缪,也可以在合适的条件下通过人工降雨来减轻旱灾的影响。只要我们科学地认识干旱、用科学的方法来应对干旱,它就不是不能克服的灾害。

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推广节水灌溉,不搞大水漫灌,才是应对干旱的科学之策

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