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突发性干旱在世界范围内频繁发生,且发展迅速,对干旱监测和预测能力构成挑战。然而,对于突发性干旱是否已成为新常态,目前尚无共识,因为慢性干旱也可能增加。

2023年4月13日,南京信息工程大学袁星团队在Science在线发表题为“A global transition to flash droughts under climate change”的研究论文,该研究表明气候变化下全球向突发性干旱过渡。

该研究表明在过去64年里,政府间气候变化专门委员会关于极端事件的特别报告所确定的全球74%的地区出现了向更多突发性干旱的过渡。这种转变与人为气候变化引起的蒸散发和降水亏缺异常的放大有关。在未来,预计这种转变将扩大到大多数陆地地区,在更高排放情景下,增长幅度会更大。这些发现强调了在更温暖的未来适应更快发生的干旱的紧迫性。

干旱主要源于大规模的内部气候变率,其中海洋-大气遥相关现象,如El Niño-Southern振荡、太平洋年代际变率、大西洋多年代际变率在年际至年代际时间尺度上的干旱形成和持续中发挥着关键作用。对于在较短季节时间尺度上发生的干旱,主要驱动因素还包括当地或偏远的陆地-大气反馈。气候系统这些不同部分之间的多尺度相互作用为干旱预测和减轻影响提出了挑战。干旱还受到气候变化、土地利用或土地覆盖变化以及人类用水和管理等人为因素的影响。随着全球变暖加速了陆地水循环,农业和水文干旱在许多地区大幅增加,预计在更温暖的未来将变得更频繁、更长时间和更严重。

这种说法是基于对季节性、年度或十年的干旱时间尺度的分析。然而,最近的研究表明,在世界范围内,干旱也经常在次季节性时间尺度上发生,并可在几周内发展为严重干旱。与发展缓慢的常规干旱相比,这些快速发生的干旱被称为“突发性干旱”。除了大量降水亏缺外,突发性干旱还由异常高的蒸散发引起,从而迅速耗尽土壤水分,这对当前为探测缓慢演变的干旱而发展起来的干旱监测和预测能力提出了挑战。

突发性干旱比例和亚季节性干旱发生速度的空间分布(图源自Science)

最近的一项研究提出了全球突发性干旱的36年气候学报告,并显示在几个关键地区突发性干旱大幅增加。然而,对于全球范围内是否发生了从缓慢干旱到突发性干旱的转变,目前还没有达成共识,因为在亚季节性时间尺度上发展缓慢的干旱的频率也可能增加。目前没有强有力的证据表明干旱加剧率在全球范围内有所增加,尽管一些研究通过将干旱发生与全球变暖联系起来来推测这种增加。

该研究检测了全球干旱发生速度的变化以及突发性干旱和慢性干旱之间的划分。根据土壤湿度下降速率的发生速度,将亚季节性干旱分为突发性干旱和慢性干旱,并在过去64年的局部生长季中展示了它们的全球分布。然后,该研究估计了亚季节性干旱数量与亚季节性干旱总数之比的全球趋势以及亚季节性干旱开始速度的全球趋势,并将这些趋势归因于人为气候变化。

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn6301

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