
美国西南部一直是一个干燥的地方,这让人联想到炎热、崎岖、被太阳晒白、看似无限的风景和繁星满天的夜空的浪漫景象。然而,四角地区(犹他州、科罗拉多州、新墨西哥州和亚利桑那州)的植物、动物和人类已经成功地适应了低降雨量和高温的土地,甚至在这片土地上茁壮成长。
早在16世纪西班牙殖民者到达该地区之前,土著普韦布洛人社区就从事农业,这种农业独特地适合于这种干燥的环境,因此在这种环境中繁荣发展。当西班牙人引进牛和其他牲畜时,人们发现可利用的饲料足够充足,适合放牧,导致该地区牧场占主导地位
然而,人为造成的大气变暖导致的气温上升给西南地区的农业生活带来了巨大的变化。根据加州大学圣巴巴拉分校和加州大学默塞德分校的研究人员最近发表的一篇论文,“人类造成的气候变化导致的气温升高对植被生产力产生了持续的破坏性影响,对该地区的牧场主和其他土地使用者产生了重大影响。”
“极端气候与降雨过多或过少有关,”UCSB气候科学家克里斯·芬克(Chris Funk)说,他是一篇发表在《地球的未来》(Earth’s Future)上的研究文章的合著者。“这项工作真正关注的是一种不同的、同样危险的气候变化类型,它与极端温度导致的植物干燥有关。”
研究人员发现,在持续了20年的特大干旱之外,平均气温的上升加剧了干旱和其他增加树叶蒸发的条件。结果呢?山脉上维持生命的植被减少。
加州大学圣巴巴拉分校气候危害中心的负责人Funk说,空气保持水分(以水蒸气的形式)的能力是他们发现的核心。
他说:“气温每升高1摄氏度,空气中可以容纳的水蒸气量就会增加7%左右,因为空气中的氢原子和氧原子会反弹得更多。”“所以它们之间有更多的空间,可以容纳更多的水。”具有讽刺意味的是,他补充说,当达到饱和临界点时,容量的增加可能会导致更多的极端洪水,因为大气中有更多的水可以降雨。
但大气蓄水能力的增强也放大了旱季,从植被中吸取水分来满足温暖空气中对水分的需求。空气中含水量的差异和它能保持饱和的程度被称为蒸汽压差(VPD)。
“这种赤字对景观有三个主要影响,”芬克解释说。“其中之一是农作物产量下降。另一个,也是我们关注的,是牧场生产力,牧场健康。第三是野火范围和低死燃料水分水平。”
根据美国环境保护署(U.S. Environmental Protection Agency)的数据,在过去的一个世纪里,整个西南部的平均气温,包括加州和内华达州,以及四角州,已经上升了2华氏度(约1.1摄氏度)。
这是显而易见的。在四角地区,研究人员注意到,到2020年,绿色植被的数量将大幅减少。他们估计,大约一半的减少是由于气温上升的影响。
不仅仅是植物和依赖它们的动物受到了影响。农业和牧场社区,特别是西南部严重依赖植被的土著社区,可能不得不求助于购买饲料——其价格也可能受到异常干燥天气的影响。
“现实情况是,这些蒸汽压赤字,虽然看起来是无形的,但正在给人们带来现实生活中的影响,比如水不足或饲料不足,”主要作者艾米丽·威廉姆斯(Emily Williams)说,她在UCSB做博士生时完成了这项工作,然后搬到加州大学默塞德分校进行博士后研究。“许多受影响最大的人,比如部落社区,几代人都在这里生活,与土地相对平衡,现在非常脆弱,而且对人类驱动的气候变化贡献最小。”
芬克说,尽管厄尔Nińo系统预计今年冬天会给西南地区带来更多降雨,但四角地区可能会继续干旱。
“首先,《西南》和《四角》可能非常不同,”他说。四角夏季风和厄尔Ni?o南方涛动之间的联系很弱。”他补充说,最近的夏季季风给该地区带来的水分不足,而异常的高温,尤其是在科罗拉多州、新墨西哥州和亚利桑那州,放大了VPD的影响。
他解释说:“因此,虽然厄尔尼诺Ni?o会增加西南部分地区的冬季降雨,但它也会增加气温和VPD。”“后一种影响,加上夏季季风不佳,意味着亚利桑那州,尤其是新墨西哥州,仍处于严重干旱之中。”
研究人员说,这项研究的结果可能适用于世界上其他干旱或半干旱气候地区。通过了解El Ni?o和La Ni?a交替天气系统中蒸汽压缺失的作用和影响,Funk和气候灾害中心的同事们正在迅速提高他们的气候预测能力,每个天气系统都会带来不同的温度和不同天气事件的可能性。
具有讽刺意味的是,气候变化增强了太平洋上的水汽辐合,正在增强La Ni?as的强度。有了更好的预测,就有可能预测和适应未来干旱和其他高温事件的影响。



