作者:王静 来源:科学时报 发布时间:2010-3-26 9:40:11
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北大教授钱维宏解析西南干旱形成机制

    去冬今春以来,云南遭遇百年一遇的严重旱情。图为云南省宣威市板桥镇永安村的村民在犁田,准备改种较为耐旱的马铃薯。 新华社供图 

[科学时报 王静报道]我国西南地区旱情告急!
 
此次旱情何以如此凶猛?是何原因造成?是否与全球增暖相关?美国6年前的预测是否准确?2010年气候会发生怎样的变化……
 
带着诸多疑问,《科学时报》记者3月24日采访了北京大学大气物理系教授钱维宏。
 
《科学时报》:去年的严重春旱发生在我国北方地区,今年为何发生在西南?
 
钱维宏:华北地区和西南地区是我国干旱事件发生频次最多的两个地区之一。就多年平均干旱日来说,华北每年达38天,西南地区为30天,西南在我国八大地区中干旱程度处于第二位。这两个地区长于5天的持续性干旱事件平均每年有一次。有些持续性干旱,会在这两个地区同时发生,或先后发生。
 
《科学时报》:此前,您曾说过全球气温正处在一个有记录以来的最暖10年际平台的边缘。这次我国西南地区的干旱发展如此凶猛,与这个暖平台有关吗?
 
钱维宏:有一定联系。无论是过去百年,或者几十年的长期增暖趋势,还是不同10年际的暖平台和冷低谷,它们都是指全球整体平均温度的长时间变化。气候系统不论是在暖平台,还是在冷低谷,相对来说都是一个比较稳定的状态。问题往往会出现在进出暖平台或进出冷低谷的时候,系统内部会出现较大的调整。
 
比如很多地方在即将进入盛夏时,会有一次强烈的升温。在盛夏时段,虽然温度较高,但最大的涨落还是首次增温;同样,盛夏末了,一次强烈的降温后,气温就再也上不来了。在进入隆冬气温低谷前,也会有一次强寒潮。梅雨期开始的首场大暴雨也有很多例子。
 
本世纪之交的10年际暖平台,它的首次增温事件就发生在1998年。当年,我国长江流域和东北地区发生了持续性的洪涝事件。紧接着,1998年9月底到1999年4月底,我国黄河流域发生了持续215天的干旱事件。这些事例说明,在这种平台或低谷发生调整的时候,区域气候异常事件很容易发生。
 
《科学时报》:目前气候变化是否有调整迹象?
 
钱维宏:大尺度的热力对比和大尺度的大气环流都会发生异常调整。每次持续性异常气候事件的发生,直接的原因是大气环流异常,背后的真正原因是热力对比发生异常。1997年~1998年冬春季,海洋上发生了上世纪最强的厄尔尼诺事件。这必然导致一些大气环流系统的异常和区域气候的异常。我国的大旱和大涝就在相邻的地区先后发生了。
 
《科学时报》:去冬今春以来,我国北方发生的持续性冰雪事件和西南正在发生的干旱事件也有直接原因和背后原因吗?
 
钱维宏:这两个原因都很清楚。我国北方和整个北半球中纬度带的持续冰雪事件是北极地区与中纬度地区热力对比异常和环流异常调整的结果。
 
过去的20多年来,特别是过去的10多年来,我国北方和东北亚地区冬季气温长期处于偏高状态。可是,这个冬季,甚至从去年晚秋开始气温就相对前些年偏低了。这就是热力调整在一些区域的表现。去年秋季,太平洋上增暖的厄尔尼诺事件的发展,导致印度洋海温也逐步异常增暖。在我国西南地区,就处于北方冷和南方海洋暖的中间地带。这种热力对比的巧遇很多年未遇。1960年以来,在我国前10个持续性干旱事件中,西南地区1968年~1969年的持续干旱是我国历史上干旱排序的第8位。干旱发生的时间从1968年11月25日到1969年4月15日,长达142天。这一年也是赤道海洋增温年。
 
《科学时报》:我国西南的长期干旱为何都跨年度并与海温异常增暖有关?
 
钱维宏:干旱常常是干季中又叠加了不利于降水的环境异常。我国西南地区受西南季风的影响。12月份到次年3月份的4个月,是气候上降水量的低谷,多年区域平均日降水量不足1毫米。受大尺度青藏高原与海洋大尺度热力对比的影响,5月初到9月份,西南地区季风气流增强,进入湿季,区域平均日降水量大于4毫米。4月份和10月份是干湿过渡月份。干季的降水水汽也来自西南部海洋,但水汽输送的高度比较低。我国西南地区干季有一地形槽,天气形势多表现为昆明静止锋。只要有南来的低层暖湿气流和北来的冷空气相遇,昆明静止锋就增强。2007年~2008年的冬季赤道海洋上发生了近10年来的强降温事件,即拉尼娜事件。这种热力对比和大气环流异常正好与今年的情况完全相反。北方的冷空气与南来的暖湿空气不断交锋,形成了2008年初我国西南贵州省最为惨重的冰冻持续灾害事件。
 
这是一种巧遇,也可能是一种必然。持续的干旱和雨雪冰冻并没有违背常理,有脉可把。海温变化可能是主脉。从上年秋到第二年春的干季里,只要海洋环境不利于水汽输送就会与干季合拍,形成干旱。
 
《科学时报》:2004年,美国国防部有报告预测中国南部地区在2010年前后将发生持续整整10年的特大干旱。他们预测说,中国现在“南涝北旱”的降水分布型,届时可能变成“北涝南旱”的降水分布型。您有什么看法?
 
钱维宏:这个预测是美国国防部出资,由一个咨询评估公司归纳的。
 
中国科学家所说的“南涝北旱”是指,我国东部季风区夏季长江中下游与华北的年代际气候变化和转折现象,并不涉及我国西南地区。
 
我国东部夏季降水带呈季节性向北推进,夏季降水多或降水少的分布,在流域上是清楚的。
 
我国西南夏季降水不存在雨带季节推进的过程。2010年之前的降水已经清楚了,2010年之后可以拭目以待。
 
这些年来,夏季,西南季风减弱和我国东部季风减弱,沿着这两种季风气流到达的边缘带,从华北到西南地区夏季平均降水是减少的。西南地区降水最少的时期,从上世纪80年代末到90年代初。1998年长江夏季大水以来,黄河下游降水仍在减少,淮河流域降水在增多,长江下游降水在减少;华南自1993年以来,除个别年份外,降水偏多。中国夏季降水,在季节进程上、年与年的变化上、长期趋势上,都具有流域一致性和不同流域之间的差异性。
 
美国的报告并没有提到中国夏季降水分布形势上的这些关键点。
 
1993年以来,东部季风进一步减弱,所以华南降水较多。季风强弱变化大约有70年左右的周期规律。现在,西南地区形成的干旱不是在夏季,而是在去冬今春。在季风北边缘地区,季风气流可以多年不到,5~8年的持续干旱是曾经发生过的。上世纪20年代,黄河中上游地区就发生了持续对生存环境有致命影响的干旱事件。
 
《科学时报》:3月23日是世界气象日,今年的主题是:“人类安全和福祉”。您怎样理解这个主题?
 
钱维宏:用两句话来理解。第一句:平安是幸福。最好晴雨在不太长的时间内间隔,风调雨顺,气候变化不再出现大起伏,即可平安。第二句:气候是生命。生存是人类的基本权。气候最基本的要素是光热和降水。人类能够充分享受到所需要的光热和雨水,就是最基本的生存条件,是幸福和富裕不可缺少的内容。
 
《科学时报》:您认为气候变化在未来会风调雨顺,还是大起大落?
 
钱维宏:历史值得回顾,失衡就会成灾。这几十年来,随着东亚地区中高纬度的增温,南北之间的温度梯度减小了,西风减弱了,影响我国的沙尘暴事件的频次也减少了。但上世纪60年代至70年代,冬季寒冷利于春季解冻,土壤沙化是沙尘形成的微观条件,春季南北温差大,形成的强西风是起沙的宏观动力学条件。今年,我国北方具备了微观条件,也出现了宏观条件。热带海洋上的暖海温现象还没有退去。这些大尺度的热力异常,会导致大尺度的环流异常,气候异常也在所难免。
 
预测和预防的任务,在这10年际气候调整的时刻会更重,需要强调。
 
中国人的古训是“凡事预则立,不预则废”。人类没法改变大的自然环境,甚至不可预测,但能有所顾虑,这也没有坏处。
 
《科学时报》 (2010-3-26 A1 要闻)
 
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