全球变暖背景下 骤旱将成干旱新常态
【新知】
◎本报记者 张 晔
江南水乡竟然也会发生大旱，我国“南涝北旱”的格局正在改变，最快15天就会发生一场特殊的干旱灾害……
近年来，全球范围内的干旱事件频发，其中，有一类发展迅速、预见期短、强度大、破坏性强的干旱——骤旱也愈加频繁与强烈。
4月14日，南京信息工程大学水文与水资源工程学院袁星教授团队在《科学》杂志刊发文章，指出在过去几十年中，全球干旱正在经历由缓旱向骤旱的转变，而这种转变与人类活动引起的气候变化显著相关。未来，迅速暴发的骤旱将成为全球变暖背景下干旱的新常态。该文章被选为《科学》杂志同期亮点成果。
未来，在这个70%地表被水覆盖的星球上，我们面对的干旱灾害风险或将越来越大。
骤旱在湿润地区更易出现
一般而言，干旱是一种缓慢发展的气候现象，需要数月甚至更长的时间才能达到强度和范围上的最大值。
什么是骤旱？顾名思义，骤旱是指在异常高温和降水极度亏缺的共同作用下，局地土壤湿度快速下降，在数周内即发展至重度干旱的干旱事件。
骤旱在英文中被称为“flash drought”，即如闪电般的干旱。由于突发性强、强度大，骤旱会快速降低陆地生态系统的碳汇功能，导致湖泊等地表水体迅速干涸，严重影响生态环境和水资源安全。
“过去的研究发现，骤旱在全球不同地区有增加的趋势。但由于气候变化背景下缓慢发展的干旱也可能增加，全球干旱是否已向骤旱转变尚不明朗。”袁星说。
为了揭示这一问题，研究团队选取了1951—2014年间的数据，根据干旱暴发速度，将次季节尺度的干旱划分为缓旱和骤旱，并利用骤旱比例的变化描述次季节干旱的转变特征。结果显示，全球次季节干旱暴发速度显著加快，并存在由缓旱向骤旱转变的情况。
研究发现，在联合国政府间气候变化专门委员会发布的《极端事件特别报告》（IPCC SREX）划分的区域中，历史上，全球约74%的陆地区域骤旱比例及干旱暴发速度均呈上升趋势。尤其是在欧洲、北亚、非洲萨赫勒以及南美洲西海岸等地，伴随着骤旱比例及干旱暴发速度的上升，这些地区骤旱风险不断加剧，正经历着由缓旱向骤旱的平稳转变。
此外，在全球大多数地区，次季节尺度干旱的发生速度均有所提高，为干旱转变提供了可能。通过攻关，袁星团队发展了一套识别骤旱的指标体系和方法，并对中国和非洲等地区骤旱的成因、趋势等进行了定量分析。
在湿润地区，骤旱往往比缓旱发生得更频繁。湿润地区水汽充足，当雨季少雨时，强烈的太阳辐射和高温热浪会加速水分的损失；同时湿润地区植被茂盛，缺水时植物也可以从深层土壤汲取水分，有利于蒸散发的增加，容易形成骤旱。
“人类活动引起的气候变化对于干旱转变的影响很显著。” 袁星表示。
人类活动是引起气候变化的主要原因之一。研究结果表明，全球范围内由缓旱向骤旱的转变，与人为因素导致的气候变化引起的蒸散发异常和降水短缺异常显著加剧密切相关。
当务之急是建立骤旱预测预报模式
在部分地区，骤旱也许将成为一种新常态。人类活动引起的气候变化既改变了传统的干旱区域，也改变了干旱的特征。
袁星团队的模型预估，到2100年，在全球持续升温的影响下，骤旱将扩展至全球绝大多数陆地区域，并为科学研究带来新的难题和挑战。如在2013年长江中下游的骤旱事件中，植被从“碳汇”变成了“碳源”——植被排放的二氧化碳量超过了吸收量。
“骤旱发生得很快，给我们的响应时间很短，难以及时应对。且骤旱还可能引起热浪、山火、电力短缺等，从而触发复合极端事件，造成重大社会经济损失。”袁星说，例如，2012年美国中部大平原的特大骤旱就曾造成300多亿美元的经济损失；2022年中国长江全流域的特大骤旱事件导致5000万人受灾，直接经济损失500多亿元，并引发了其他极端事件。
目前，对于一般干旱的监测和预报已经有比较成熟的模式，但还没有一套模式可以准确地预测某次骤旱事件的发生。
“我们最需要的是深入认识骤旱的成因并寻找其可预报性来源，解决相关问题，比如大气季节内振荡和陆面—大气相互作用过程如何影响骤旱暴发和演进过程？该影响机制是否受到海温或海冰异常的调制？”袁星表示，“其次，需要研发能够刻画骤旱快速暴发过程及其影响的高分辨率陆面—生态—水文过程模型，并结合气候预测模式以及人工智能方法发展适用于骤旱的精细化监测预警技术，为应对全球变暖背景下的干旱新常态提供更可靠的科学工具。”
袁星表示，当务之急是开发出应对骤旱的预测预报模式。