温暖,干燥机,草儿

在过去的十年里，美国西部经历了如此严重的干旱，以至于技术上的描述越来越不充分。在许多地方，气候条件正迅速从“严重”上升到“极端”，一直到“异常干旱”。

2018年的四角干旱——集中在亚利桑那州、犹他州、科罗拉多州和新墨西哥州之间的交界处——使该地区陷入严重的红色区域。反常的温泉和夏季表明，气候变化显然在起作用，但大多数人对当时的情况只能说这么多。

加州大学圣巴巴拉分校(UC Santa Barbara)地理学系的气候科学家现在总结出了人类活动导致的气候变暖对那次事件的影响有多么强烈。他们的发现发表在《美国气象学会公报》的年度期刊上，该期刊致力于解释前一年的极端天气事件。研究小组发现，该地区增加的蒸发潜力中，有60%到80%都是由人类活动引起的变暖造成的，而变暖又导致了2摄氏度的升温。

“我真的很惊讶，我们发现仅仅2摄氏度的升温就会产生如此巨大的影响，”该大学气候危害中心主任、美国地质调查局科学家、该研究的合著者之一克里斯·芬克(Chris Funk)说。

“结果比我们预期的要明显得多，”该研究的第一作者、地理学博士生艾米丽·威廉姆斯(Emily Williams)补充道。她的工作侧重于端对端归因，这决定了特定的自然事件在多大程度上因气候变化而恶化，然后将这些变化与温室气体的来源和变暖对人类和生态系统的影响联系起来。这是一个具有挑战性的任务，需要复杂的气候模型、全面的数据库和令人兴奋的新科学的发展。

威廉姆斯想要确定气候变化在多大程度上加剧了四角地区的干旱。为了使这项任务更容易完成，她把调查的范围限制在不断上升的气温上。Williams对领先的气候模型进行了两次模拟;第一个是在工业革命之前的气候制度下计算出的温度，而第二个是在当前人为造成的气候变化下计算出的温度。减去这两个模拟的平均值，她就得到了一个气温差异，她可以把它归因于人类引起的气候变暖。

她说:“我们发现，该地区今年之所以成为有记录以来最热的一年，几乎所有原因都是气候变化。”

有了这些知识，威廉姆斯接着着手确定高温如何影响干旱。为此，她研究了当地的水文情况——主要是积雪和地表径流——以及与种植作物和饲养牲畜相关的农牧条件。她利用植被的绿色程度来判断该地区的农牧条件。

温暖的空气比冷空气能保持更多的水分。因此，随着气温上升，空气变得更加干燥，威廉姆斯解释道。更干燥的空气可以从地下吸出更多的水分。

空气所能吸收的水分与土地所能提供的水分之差，科学家称之为水汽压差。当土地的供水量大于空气的储存量时，比如当气温下降到黎明前的最低点时，就会出现凝结，就像清晨的露水一样。另一方面，当空气比地面所能提供的水量更干燥时，它就会把土壤中的水分吸干。干燥土壤上温暖的空气会使土壤更加干渴，导致田地和饲料更快地变黄。

科学家们使用了一个统计模型来将绿色植被与水汽压差联系起来。直观地说，温度升高会导致干燥，使植被变成棕色。事实的确如此。结果表明，如果没有气候变化，当年的景观绿化率将达到20%左右。这种褐色的植被转化为歉收和低质量的饲料;造成超过30亿美元的经济损失，以及在该地区居留的数十万印第安人的生活和生计受到干扰。

该团队还研究了该地区的积雪受高温影响的程度。一个结实的雪包可以确保水在夏末慢慢融化。该论文的另一位合著者、地理学的副研究员Shraddhanand Shukla解释说，高温对积雪的影响有两方面:一是导致更多的降水以雨的形式而不是雪的形式降落，二是使雪在今年融化得更快更早。

科学家们在保持总降水量不变的情况下，模拟了该地区有无气候变化的降雪情况。他们发现，如果没有气候变化，即使今年是该地区有记录以来降水量最低的一年，3月份的积雪量也会增加20%。他们预计这种影响在更潮湿的年份会更加明显。

威廉姆斯说，这些发现是对气候变化对干旱影响的保守估计。首先，这项研究只考虑了人类活动导致的气候变暖对温度的影响。气候变化也可能影响了该地区的低降雨量。

更重要的是，在大气和陆地之间有很强的反馈循环，这是研究中遗漏的。当空气吸收了土壤中所有可用的水分，蒸发作用就不能再冷却地面了。结果是地面温度急剧上升，加剧了这种情况。

然而，通过保持方法的简单性，团队使任务更易于管理，洞察力更容易理解，技术更可移植。他们计划将这一办法应用于四个角落区域比较典型的年份，以及非洲东部经历类似困难的区域。

研究人员强调了了解这些系统的紧迫性。威廉姆斯说:“这不是预测的气候变化，而是当前的气候变化。

芬克说:“由于气候变化，有些事情肯定会发生。“有一件事是绝对肯定的，那就是饱和蒸汽压会上升。”

“这实际上增加了干旱和洪水的强度，”他补充说。

当像四角这样的地区经历干旱时，更温暖、更干燥的大气可以更快地带走有限的土壤水分。另一方面，当一个湿润的地区，比如休斯顿，经历了一场极端降雨事件，温暖、潮湿的风会带来更多的水，可能导致灾难性的洪水。

芬克说:“当世界上每个人都明白这一点的时候，我们可能就会开始对气候变化采取行动。”