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气候变暖变湿=不再缺水?看完这几个案例你就明白了丨2020年世界气象日系列科普

媒体:中国气象局  作者:中国气象局
专业号:碳汇资讯
2020/3/27 8:36:49   

编者按

3月23日世界气象日即将到来,今年世界气象日的主图为“气候与水”。“气候与水”的关系密不可分,两者都是可持续发展、气候变化和减少灾害风险等全球目标的核心。本文围绕“气候与水”,从典型案例看气候变化下的水资源。

“天苍苍野茫茫,风吹草低见牛羊”

一首《敕勒歌》,曾见证1500 多年前北方地区水草丰茂的盛景。

历史上,温暖的气候和湿润多雨的环境曾给农作物生长带来良好的种植环境、水热条件及灌溉用水。

历史仿佛正在重现。

近年来,西北地区一些干涸多年的湖泊再现碧波,荒芜的戈壁上再次“返绿”,高海拔地区开始种上水果,蔬菜的适种区也在不断扩大。

有数据显示,西北地区从20 世纪80 年代起升温显著加速。在有气象观测资料以来,1961 年至2018 年的气温增加率为平均每10 年增温0.333℃。降水方面,西北西部区域降水呈现增加趋势,降水量平均每10 年增加约10 毫米。西北地区东部与西部降水变化趋势不同,东部降水最近十余年有一定的增加趋势。

一切信息都在宣告,西北地区正在变暖变湿。但暖湿化趋势的出现,就真的能缓解西北地区缺水的问题吗?

甘肃省气象局总工程师、一级巡视员张强表示,应辩证看待西北地区变暖变湿带来的影响。

一方面,西北地区变湿能为本地区带来更多降水,在一定程度上缓解缺水局面,改善生态环境,是利大于弊。

但另一方面,西北地区的热量资源已经比较充足,进一步变暖会加剧地表植被蒸腾和土壤水分蒸发,是弊大于利。

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张强还认为,虽然缺水局面能有一定程度的改善,但改善的趋势并不明显,水资源的供需矛盾仍旧存在,并且随着经济社会发展,这种矛盾仍将持续。

相关数据表明,西北地区整体降水量只比历史低谷时增加了10%左右。而出现明显“变暖变湿”的新疆北部、天山山区以及南疆的西部和北部,本就受天山特殊地形和位置的影响多地形雨,气候湿润,缺水问题不太突出。祁连山区、青海中部、河西走廊以及内蒙古西部等地也仅仅是出现了变暖变湿的趋势,降水增多对其解决水资源短缺问题影响有限。目前,西北大部分地区仍然是以干旱为主。

气候变暖还将对西北地区冰冻圈产生深刻影响,比如加速冰川融化,影响水资源稳定。冰川冰雪融水虽对水资源相对缺乏的流域有益处,有利于流域农田灌溉与生态修复。但也会导致冰川退缩,一旦消融速度过快,就可能引发洪涝等灾害。等到冰川消失殆尽,一些受冰川冰雪融水补给的河流和灌溉地区可能再次出现荒漠化。到那时,气候灾害也就随之加剧。

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暖湿气候爬上“世界屋脊”

气候变化是“双刃剑”。张强介绍,虽然暖湿化为修复西北地区的生态环境提供了有利的气候条件,但这种气候条件并不稳定。

“把西北真正变成‘俏江南’,还需要更多时间。现在我们提及的暖湿化只是一个趋势,从暖干到暖湿,是一个漫长的过程。如果这种趋势延续几十年,甚至上百年,到那时,我们也许才可以大胆畅言,暖湿化给西北带来了充足水汽,生态得到改善,缺水状况将得到缓解……”

去年7月中下旬,一场干旱席卷鄂湘赣苏皖浙闽7 省大部地区,一直持续到11月,多地仍然处于干旱缺水状况,江河湖库水位下降,出现临时性饮水困难。 来自国家气候中心的监测显示,以上区域降水较常年同期偏少2至8成,区域平均降水量较常年同期偏少近5成;为1961年以来历史同期最少。与之相呼应的是,一些地方在经历干旱之前,其实刚刚经历过强降水带来的洪涝灾害。7月上中旬,湖南中部及以南地区就曾遭遇持续暴雨洪水过程,导致湘江干流长沙站以上河段两次全线超警,东洞庭湖、南洞庭湖发生超警洪水,防汛抗灾形势一度十分复杂、严峻。

我国水资源分布时空分布不均,如果能把多雨季节的强降水储存起来,是否就能缓解南方地区的干旱?把“水害”转化为“水利”,又需要满足哪些条件呢?

湖南省气象科学研究所农业气象研究室主任、正高级工程师黄晚华表示,要把多雨季节的降水储存起来可从两方面考虑——

一是改变土壤储水能力二是增加湖泊水库堰塘等蓄水区蓄水量

土壤能够保持水分,主要体验两种不同吸力的作用。一种是土粒和水分子之间的吸附力,另一种是水分和空气界面上的弯月面力。土壤质地不同导致土壤储水能力有差异,土壤质地越黏,腐殖质含水量越多,空气湿度越大,土壤的吸湿水含量就越高。黄晚华举例,黏性土的储水能力比砂性土高,如果改善土壤结构,增加土壤黏性就可以提升吸湿水含量;而适当深耕,也可以增加土壤的吸湿水含量。

降水强度差异影响土壤储水的多寡。当降水来得迅猛时,土壤含水率会相应增高,但更多水易形成地表径流流失;但同样的降水量,如果降水历时长,入渗土壤多,土壤含水率则会更高,到达饱和后不再增加。同时,适当改变土壤地表结构也能增加土壤有效储水。在南方,有些地方会把坡地变为梯田,减缓地表径流流速,以此增加土壤吸收水分的时间。

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梯田

另一方面,把降水转化为水资源储备,还可以通过增加蓄水区面积来实现。有数据显示,把一米及以上水深湖泊面积与承水面积(即汇水面积)之比控制在8%至15%之间,就能拥有较为充足的调蓄场所与功能,缓解水资源时空矛盾。

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南水北调中线工程景色。图/崔培林

青藏高原是全球山地冰川分布最为集中的区域,是众多大江大河的发源地,其冰储量是地球上除南北极外最多的地方,被誉为“地球第三极”。同时,因其丰富的水资源滋养着东亚、东南亚、南亚及中亚等区域,也被誉为“亚洲水塔”。

随着全球气候变暖,以青藏高原为核心的“第三极”地区升温明显。有数据表明,当前为青藏高原过去1000 年以来的最暖期。在全球每十年升温0.17℃的背景下,这一地区每十年升温幅度高达0.3℃至0.4℃,是同期全球其他地区平均值的两倍。

1983-2012天山冰川对比

气候变暖,冰川加速消融,造成湖泊显著扩张、河流径流增加……这些变化,仿佛给农业发展、绿洲扩张等带来了更多可利用的水资源。看起来是好事,但事实真就如此?

事实并非如此。

冰川加速消融在短时间内增加了湖泊和河流下游水量,为工农业生产提供了更多水源。但从长期来看,冰川处于亏损状态,会导致冰川水资源减少甚至枯竭。

同时,冰川加速消融将改变地区水文地质条件和地表孕灾环境,增加冰湖溃决、冰川泥石流等灾害发生的频率、规模和复杂性。而“水塔”对河川径流的“削峰填谷”作用也将减弱。

冰川退缩还将影响以季节性冰川融水补给为主的河流,冰雪融水减少,河流的径流逐渐减少,能供给的淡水量减少,最终导致河流断流。而一些靠冰川融水补给为主的干旱区,也可能因为没水,使得当地生态再次遭受重创。

影响不止如此。“亚洲水塔”失衡正在引发季风环流的重新调整,进而影响中国东部和亚洲环境。

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向云端要水?我们可以丨2020年世界气象日系列科普

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文字:中国气象报全媒体记者 文科编辑:赵宁

审核:叶海英

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