了解加勒比地区的大气突发干旱

“干旱”这个词通常会让人联想到干涸的土壤、尘土飞扬的草原、枯竭的水库和干涸的河床，这些都是持续干燥的大气条件数周或数季的结果。

然而，在加勒比地区阳光普照的岛屿上，干旱状况可能发生得更快，警告信号出现得太晚，无法采取调解策略来限制农业损失或防止对为社区提供清洁水的基础设施系统造成压力。

这种被称为闪电干旱的事件是由自然资源与环境学院的助理教授克雷格·拉姆齐尔（Craig Ramseyer）撰写的一篇新论文的重点，该论文发表在《水文气象学杂志》上。该论文的发现是，加勒比海岛屿特别容易受到突然干旱的影响，拉姆齐尔主张采用替代方法来更准确地测量该地区的干旱状况。

“热带地区有极强的太阳辐射，因此大气过程往往会加速，”在地理系任教的拉姆齐尔说。“尽管每天都有降雨，但岛屿生态系统特别容易受到干旱条件的影响。”

Ramseyer的研究重点是加勒比地区的热带降雨和恶劣天气影响，他利用一种新的干旱指数来考虑大气对水分的需求，以确定干旱风险条件，而不是更传统的土壤湿度测量。

“这个新的干旱指数实际上是为了通过关注蒸发需求来确定干旱的第一个触发因素，”Ramseyer说，他与路易斯安那州立大学助理教授Paul Miller ’12，M.S. ’14合作撰写了这篇论文。“蒸发需求是衡量大气口渴程度以及它可以从土壤或植物物质中收集多少水分的指标。

Ramseyer通过美国国家海洋和大气管理局气候计划办公室的资助获得了这项研究的资金，他强调，尽早确定干燥条件是限制干旱影响的关键一步。

“很多干旱观测都是基于土壤湿度，但在热带环境中，土壤湿度的下降是对已经发生的其他事情的反应，所以你在事件链中走得更远，”他说。“我们可以通过预测蒸发需求的突然、异常增长来减轻农业中的大量损失。

干旱条件的影响不仅限于农业：热带生态系统也受到干燥大气天气条件的强烈影响，获得淡水是该地区社区和旅游业的必要条件，旅游业是加勒比地区经济的核心驱动力。

大气研究的新定位

为了更好地了解气象模式的相互作用如何影响干旱条件，Ramseyer利用了El Yunque国家森林长期生态研究项目40年的数据。他发现，加勒比地区经常发生突发干旱，干旱的发生不仅限于岛上的传统旱季。

“就气候而言，波多黎各位于十字路口，西部受到厄尔尼诺南部振荡和东部较冷的北大西洋振荡的缓冲，”拉姆齐尔说。“正因为如此，波多黎各拥有研究大气变化的独特地理环境。

对全球变暖的迫在眉睫的担忧只会加速气象学家更好地了解加勒比地区干旱的发生情况，并加强对该地区水分状况的监测。

“地球变暖导致大气中更多的水分，这意味着加勒比地区常见的短期降水事件的强度将增加，”拉姆齐尔说。“与此同时，干旱的规模越来越大，因此气候变化正在改变这两个极端。

拉姆齐尔今年帮助弗吉尼亚理工大学获得了大学大气研究公司的成员资格，他表示，为闪电干旱条件制定更明确的标准是解决加勒比社区可能面临的基础设施挑战的重要第一步。

拉姆齐尔说：“加勒比地区当前和未来的关键问题是找到一种方法来成功捕获降雨并缓慢抽出降雨以减轻蒸发损失。“波多黎各和整个加勒比地区都面临着水利基础设施的挑战，必须加以解决以适应这些趋势。”

地理系主任汤姆·克劳福德（Tom Crawford）表示，拉姆齐尔的论文反映了大数据在应对气候和气象挑战方面的应用。

克劳福德说：“拉姆齐尔博士的研究应用了先进的计算和地理空间科学，为缓解山洪干旱和降水变化问题做出了重大贡献。“除了他的研究影响力外，他的气候数据分析和编程课程正在培训下一代研究人员，让他们掌握应用于气候变化的尖端计算技术。

Ramseyer主张进行更多研究，以了解突发干旱事件与经济损失之间的关系，以及如何更好地将未来的干旱事件传达给利益相关者和社区。