自1980年以来，持续多年的干旱现象日益普遍，最近的一项研究警告称，随着气候变暖，这些趋势将持续。该研究由瑞士联邦森林、雪和景观研究所（WSL）的研究人员进行，由奥地利科学与科技研究院（ISTA）的弗朗西斯卡·佩利奇奥蒂教授领导，这项公开可用的四十年全球定量清单于Science发表，旨在指导政策应对人类驱动的气候变化的环境影响。该研究还发现了一些之前未被注意到的干旱事件。
智利经历了一场令人震惊的十五年超级干旱，这是千年来最长的一次，严重耗尽了该国的水资源，甚至影响了重要的采矿作业。这一案例突显了气温上升如何导致全球脆弱地区的干旱和水资源严重短缺。干旱通常只有在对农业造成严重损害或明显损坏森林时才会被认识到，这引发了一些重要问题：我们能否可靠地追踪极端多年干旱并评估其对生态系统的影响？我们能从过去四十年的干旱趋势中获得什么见解？
为了解决这些问题，研究人员分析了1980年至2018年的全球气象数据，并对干旱事件进行了建模。研究结果显示，影响范围更广的多年干旱的持续时间、频率和强度令人担忧。“自1980年以来，每年受干旱影响的地区平均扩大约五万平方公里——大约相当于斯洛伐克的面积，或美国佛蒙特州和新罕布什尔州的总面积——这对生态系统、农业和能源生产造成了显著损害，”ISTA的弗朗西斯卡·佩利奇奥蒂教授表示，她是这项由WSL资助的EMERGE项目的主要研究者。研究人员旨在揭示全球持续干旱的潜在长期后果，同时支持政策制定者为未来更频繁和严重的超级干旱做好准备。
揭示未注意到的极端干旱
国际团队利用了由WSL高级研究员迪克·卡尔杰准备的CHELSA气候数据，数据追溯到1979年。他们识别了降雨和蒸散（来自土壤和植物的水分蒸发）的异常，并评估了其对全球生态系统的影响。这种方法使他们能够识别在研究较多和提供数据较少的区域（尤其是在热带森林和安第斯地区）的多年干旱事件。“我们的方法不仅绘制了众所周知的干旱图，还揭示了一些被忽视的极端干旱，例如影响刚果雨林的干旱（2010年至2018年）。”卡尔杰指出。在不同气候下森林的干旱反应差异可能解释了这一忽视。“在过去四十年中，温带草原受到的影响最大，而景观和热带森林似乎在干旱初期能够更好地承受干旱，甚至表现出意想不到的效果。”然而，这些森林能承受气候变化压力多久呢？
对生态系统的多样化影响
气温上升、干旱加长和蒸散增加的结合导致了干燥的生态系统，一些区域即使在经历较强降雨时也显现出褐变模式。为了有效追踪干旱影响，科学家们利用卫星图像观察植被绿度随时间的变化。这种方法对温带草原有效，但在密集的热带森林林冠上追踪绿度更具挑战性，这可能导致对这些地区干旱影响的低估。为了在全球范围内确保更一致的结果，研究团队设计了一种多步骤分析，能更好地处理植被丰厚地区的变化，并从1980年以来按严重程度对干旱进行分类。正如预期的那样，超级干旱对温带草原产生了最直接的有害影响。“热点”地区包括美国西部、中部和东部蒙古，以及尤其是澳大利亚东南部，与两个众所周知的生态干旱相吻合。相反，该研究还探讨了在热带和北方森林中观察到的矛盾影响。若热带森林拥有足够的水储备以抵消降雨的减少，则可以减轻预期的干旱影响，而北方森林和苔原则表现出不同的反应——温暖的气候使得生长季节延长，因为植物生长主要受温度而非水分的限制。
干旱在时间和空间上的演变
结果清楚地表明了超级干旱上升的持续趋势：研究团队创建了首个关于超级干旱及其对植被影响的全面全球高分辨率表示。然而，地球及其生态系统的长期后果大部分仍是未知的。同时，数据与广泛观察到的泛北极地区的绿化相一致。“但是，随着持续的极端缺水，热带和北方地区的树木可能死去，从而对这些生态系统造成持久的损害。特别是，北方植被可能需要很长时间才能从这种气候危机中恢复，”卡尔杰警告道。佩利奇奥蒂希望研究结果能改变对干旱的看法，并增强准备工作：“目前，缓解策略主要将干旱视为季节性事件，这与我们未来将遇到的更长更严重的超级干旱形成鲜明对比，”她表示。“我们希望公开的干旱清单能帮助政策制定者制定实际的准备和预防策略。”作为一名冰川学家，佩利奇奥蒂还希望探讨超级干旱对山区及其冰川潜在缓解干旱影响的角色。她领导了一项名为“MegaWat——欧洲水塔中的超级干旱——从理解过程到管理和适应战略”的合作倡议。
项目和资金信息 当前研究作为EMERGE项目的一部分由瑞士联邦森林、雪和景观研究所（WSL）进行，弗朗西斯卡·佩利奇奥蒂教授来自奥地利科学与科技研究院（ISTA），担任首席研究员。该研究得到了WSL极端项目的资金支持。
