本期嘉賓：南京信息工程大學水文與水資源工程學院教授 袁星
採訪人：中國氣象報通訊員 林雯
本期觀點：未來中國發生驟旱的風險可能顯著增加，到本世紀中葉，貴州、廣西、廣東、浙江等南方溼潤省份驟旱風險將增加40%，而在北方半乾旱地區驟旱風險卻有所降低；驟旱事件的增加主要由人類溫室氣體排放造成，歸因佔比77%。
相比傳統乾旱，驟旱發展更為迅速、預見期更短。由於突發性強、強度大，驟旱可能會對生態系統、農業生產以及生活用水造成難以估量的危害，目前還無法建立有效的監測預警手段。
中國驟旱風險呈顯著上升趨勢
世界資源研究所2019年發佈的報告顯示，全球約1/4的人口面臨極度缺水的危機。我國人均水資源佔有量不足世界平均的1/4，也是全球人均水資源最匱乏的國家之一。
河湖乾涸、草木枯萎、飲水受限、糧食減產……乾旱一直威脅著人類社會。更需警惕的是，在全球氣候變化的影響下，乾旱影響的區域正在悄悄發生改變，中國原本溼潤的地區或將頻發驟旱事件。
“一般而言，乾旱是一種緩慢發展的氣候現象，往往是由降水虧缺引起，需要數月甚至更長的時間才能達到強度和範圍上的最大值。”南京信息工程大學水文與水資源工程學院院長、教授袁星說，在異常高溫和降水虧缺的共同作用下，通常會造成局地土壤溼度持續虧損、蒸散發增加，這種發生發展迅速、預見期短、強度大、破壞性強的乾旱事件就是“驟旱”。
通過5年攻關，袁星及其合作者建立了一套識別驟旱的指標體系和方法，並對中國和非洲等地區的驟旱成因、趨勢等進行了定量分析。相關研究成果多次發表在《自然》旗下刊物。
“我們對驟旱發生的時間範圍界定在15-60天，它最顯著的特徵是發展迅速。”袁星說。2012年，美國中部的驟旱就曾造成數十億美元的經濟損失；2013年，中國長江中下游驟旱不僅導致多省（直轄市）農作物受災，連飲水供給都出現困難。
通過模型計算，袁星及其合作者預測，到本世紀中葉，貴州、廣西、廣東、浙江等南方溼潤地區的驟旱風險將增加40%，而在北方半乾旱地區驟旱風險卻有所降低。綜合來看，未來中國的驟旱風險呈顯著上升趨勢。
“南澇北旱”正在逐漸改變
為什麼傳統溼潤、半溼潤地區的驟旱風險增高了，而乾旱、半乾旱地區的驟旱風險卻會降低？
袁星介紹，中國東部大部分地區雨熱同期，高溫天氣往往出現在雨季。再加上溼潤、半溼潤地區水汽充足，當雨季少雨時，高溫熱浪會加速水分的損失；較溼潤地區植被茂盛，缺水時植物可以從深層土壤中汲取水分，有利於蒸散發的增加，容易形成驟旱。
“中國驟旱更易出現在較溼潤地區，這與全球氣候變化有很大的關係。”袁星解釋道，全球氣候變暖導致眾多水文氣象要素的變率增加，乾旱、洪澇更易出現。同時，溫室氣體的增加改變了大氣外輻射的強度，一方面帶來更多的高溫熱浪，加速溼潤地區水分的蒸散發；另一方面，外輻射的增強也改變了雲的分佈，季節性降雨變得愈發不穩定，進而改變了傳統的區域降水分佈。
“我們以前常說中國南澇北旱，但這種現象正在逐漸改變。”袁星說。聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第五次報告裡的未來預估結果以及最新的第六次耦合模式比較計劃數據分析顯示，中國北方乾旱地區將變得越來越溼潤，而南方溼潤地區卻會越來越幹。“這與我們計算出的驟旱發生趨勢也是一致的，儘管南澇北旱的轉變也與氣候自然變率有密切關係。”
“在氣候變化的大環境下，中國驟旱事件的增長趨勢是非常明顯的，它並不因為自然現象引起的短暫升溫放緩而改變。”袁星舉了個例子，在20世紀末一次強厄爾尼諾現象消失之後，全球平均氣溫上升有所減緩，但驟旱事件的上升趨勢卻增加了三倍，“這與年代際和年際尺度土壤溼度減少和蒸散發量增加密切相關。”
“人類活動對於驟旱的影響很顯著。”袁星的研究結果表明，其中77%歸因於溫室氣體排放引起的氣候變化，同時驟旱暴露度風險也將隨著人口的增長而提升。“在部分地區，驟旱也許將成為一種新常態。”
建立預測預報模式是當務之急
與一般乾旱相比，驟旱對生產生活的影響可能更大。“驟旱發生得很快，給我們的響應時間很短，難以及時應對。而且驟旱往往發生在相對溼潤地區的夏季，此時這些地區的注意力更多放在防汛上，對應對驟旱缺乏準備。”袁星認為，除了對人類社會造成負面影響外，在驟旱情況下當地生態系統也相對更加脆弱。
對於一般乾旱的監測和預報，已經有比較成熟的模式，但目前全球還沒有一套模式可以準確地預測某次驟旱事件的發生。“現在學界對驟旱的研究都還在起步階段，當務之急，應該進一步釐清驟旱的變化特徵和形成機制，以開發出應對驟旱的預測預報模式。”袁星表示，目前團隊的氣候-水文耦合模式，能夠預估在全球變暖情況下較長時間尺度內驟旱的發生趨勢，但是實現對驟旱的實時預報仍有難度，“現在的短期天氣預報和長期氣候預測都比較完善，但10~30天的延伸期預報仍是世界性的難題，驟旱往往就發生在這個時間內。因此，要加大力度發展高分辨率地球系統模式，為應對變化環境下的極端事件提供更可靠的科學工具。”
而關於驟旱對植物生長、自然生態等會產生什麼樣的影響，如何進行客觀評價，還需要更多學科的專家學者和各部門的協作攻關，開展更加廣泛深入的研究，建立相應的早期預警系統，才能更好地開展驟旱防治。
“當然，從根本上來說要節能減排。”袁星表示，人類活動對全球變暖的影響很大，“只有減少碳排放，減緩全球變暖的趨勢，才能減少驟旱以及其他自然災害對人類社會的威脅。”
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