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沙漠爆发洪水,降水平均每10年增加8.8毫米,60年来不断“变湿”对西北区域经济有何影响?专家为您解密……

每日经济新闻 2021-08-19 09:13:28

每经记者 张怀水    每经实习记者 李明明    每经编辑 陈旭    

沙漠里也会抗洪抢险?在极端天气的影响下,这样的新闻让网友直呼“活久见”!

7月29日,中国石化发布消息,位于塔克拉玛干沙漠北部边缘、天山南部的中国石化西北油田玉奇片区遭遇洪水侵袭,淹水面积高达300多平方公里。洪水导致油田片区道路多处冲堤溃坝,电线杆倾倒,近50辆勘探车辆、3万套设备被洪水淹没。

事实上,近一段时期以来,一些原本干旱的西北地区已多次发布暴雨预警信号,比如6月15日,和田地区的洛浦3小时雨量达52.9毫米,超过当地一年的平均降水量。据统计,1961以来,新疆年平均降水量呈显著增加趋势,平均每10年增加8.8毫米。

更让人揪心的是频繁占据各大媒体头条的一些重大灾害性事件——河南出现历史罕见的极端强降雨致重大人员财产损失,西欧强降雨引发的洪灾造成德国、比利时约200人死亡,历史性高温席卷北美,希腊、土耳其等地丛林大火燃起的黑烟遮天蔽日……

当前,越来越多的极端天气正在全球各地更为频繁地出现,这些现象背后的根本原因是什么?它会不会成为未来的常态?带着这一系列问题,《每日经济新闻》(以下简称NBD)记者对国家气候中心气候变化室高级工程师王长科、中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所总工杨莲梅、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所副研究员潘婕等多位专家进行了专访。


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现象:塔克拉玛干沙漠中心降水量数倍于往年

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NBD:近日,塔克拉玛干沙漠洪水事件引发人们对气候变化的关注。此次沙漠洪水形成的原因是什么?

杨莲梅:首先要澄清一下,沙漠中的降雨和我国东部地区常见的暴雨并不能算是同一个概念。今年塔克拉玛干沙漠中心的塔中尽管降雨量是往年的数倍,但仍然还达不到暴雨的标准,主要是由于往年基数低,所以降雨的同比增幅大。

杨莲梅 图片来源:受访者

西北干旱地区的特点往往是一次下完一个季节,甚至一年的雨。赶上某一天,可能降雨较多,但总的降雨量与东部地区相比仍然是少的。

塔克拉玛干沙漠发洪水,和所谓“沙漠暴雨”的关系并不大,主要原因还是径流量。新疆的水资源很大一部分来自山区,比如天山、昆仑山以及阿尔泰山,这些山区降水较多,且海拔高,温度低,容易形成冰川和雪山。当夏季温度较高时,雪山融水形成径流流到山下,这是导致洪水的一个主要原因。

另一方面的原因则是大气环流的异常。与往年相比,今年大气环流异常确实导致西北以及我国华北地区降雨量较大,新疆部分地区降雨量与往年相比有明显提升。

王长科:8月9日,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在日内瓦发布的最新评估报告指出,除非立即采取行动,大规模减少温室气体排放,否则将升温限制在1.5°C甚至是2°C都将无法实现。

数据来源:中国气象局

理论上讲,气温每增加1摄氏度,大气的持水能力增加约7%。自工业化以来,全球气温的增加已经超过1度,这意味着全球范围内的水汽不断增加。水汽增加意味着强降水发生时可获得的水汽会增加。在同样的环流配置下,强降水的强度可能会加强。

需要指出的是,这次塔克拉玛干沙漠发生洪水的主要原因应该是天山融雪性洪水,而暴雨天气可能也起了作用。新疆轮台今年7月份的降雨实况是,7月13日降雨6.6毫米,7月20日降雨0.3毫米,7月31日降雨0.6毫米。

NBD:西北地区的降雨量近年有所增多,未来沙漠降雨或者沙漠洪水是否会成为一种常态?

杨莲梅:沙漠属于干旱区,降雨肯定是小概率事件。

往年,沙漠中心地带也会有短时的强降雨,这是正常现象,但由于过去观测技术落后,可能并没有引起足够的重视。如今,观测技术越来越发达,人们对沙漠降雨现象的关注度也就越来越高。

至于沙漠洪水是否会成为常态,目前还不好说。

塔克拉玛干沙漠周边,有天山、昆仑山、阿尔金山等山脉,这些山脉中如果出现较强降雨,以及形成规模化的冰雪融水,在地形和重力影响下,会有一部分向塔克拉玛干沙漠流淌。

这些径流大部分通过蒸发作用回到大气环流中,还有一部分渗入沙漠下部的地下河流中,因此不会引发洪水。但是,当这些山脉中流入的水量特别大时,蒸发和下渗又不足以完全“消纳”,再加上沙漠中没有排水系统,多余的水就会以地势最低处为中心,向外界迅速蔓延,从而形成洪水。

NBD:自从上世纪80年代以来,随着全球气候变暖,塔克拉玛干沙漠曾发生了几次较强降水。以后这种降水是偶发还是长期将如此? 

潘婕:在我们对未来百年的气候情景模拟试验中,即使降水量增加程度最多的模拟,获得的塔克拉玛干沙漠里的较强降水次数也屈指可数。

但这种降水的发生发展情况复杂,目前人们的认知水平依然不能完全掌握其规律,还需要对其机理机制进行更多的研究。

NBD:如果较强降水频发,会不会改变沙漠的气候,甚至是沙漠可能会消失?

潘婕:所谓“频发”只是相对于以往很少发生的情况,发生频率有所增多,总雨量也看似增多,但这种降水对于沙漠的生态环境却未见得是有利影响。

暴雨是降水的一种极端态,对于沙漠中的植被,经过长期的自然淘汰,生存下来的都是适应干旱的品种或种类,短时间强降水造成的涝渍对于它们有可能会是灭顶之灾。

即使是适宜农耕的地区,短时强降水也是灾害,植物更喜欢的是细水长流、润物细无声的均匀、合理的水分而不是波动剧烈的降水。

强降水发生频率提高,更可能的是破坏了沙漠原有的生态环境,而雨水在沙漠浅层无法蓄存,加上沙漠巨大的蒸发量,使其气候环境变得更为恶劣,植被也不会有良好的生存环境。


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溯源:全球变暖是导致极端天气频发主因

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NBD: 我国西北、华北等地区都属于比较干旱的地区,但今年除了塔克拉玛干沙漠遭遇洪水外,河南也出现了极端的暴雨天气。您如何看待这种气候变化?

杨莲梅:出现这种现象,主要是今年大气环流异常所导致的。

从今年6月份开始,北美大陆受“高温穹顶”影响,美国和加拿大经历了创纪录的高温。7月,受副热带高压北移影响,我国东北区域出现连续高温,同时河南发生历史罕见的大暴雨。这些现象都表明,今年整个大气环流,尤其是北半球,处于比较异常的状态。当它刚好出现一个合适的“配置”时,就有可能导致极端天气现象出现。

根据IPCC的评估报告,气候变化的许多特征直接取决于全球升温的水平。目前比较认可的一种说法是,全球气候变暖极有可能是导致大气环流异常的一个主要因素。

全球气候变暖给气候带来的是一种非常复杂的组合性变化,包括干湿的变化,风、冰雪的变化,沿海地区变化和海洋的变化等。

NBD:当前,网络上有一种有趣的观点,认为中国气候是否有可能回到盛唐或者西周时期,也就是北方“温暖湿润”模式,对此,您如何评价?

数据来源:中国气象局

杨莲梅:中国气候是否有可能出现所谓的南北地区“干湿交替”现象,从目前来看,是缺乏科学论证的,我认为短期内也是不太可能的。

只要沙漠、海陆、山地结构没有发生大的变化,地球高纬、中纬、低纬位置没有出现改变,那么中国南北区域气候出现大的逆转就是不太可能的。在这方面并没有科学的论证和界定。

从气象学的角度来分析,一次暴雨可能持续几天,我们称为一个天气尺度,一年则称为年际,10年是一个年代际。从观测资料来看,最多也就是达到年代际,也就是10年~20年等。从几百年甚至上千年的时间跨度来辨识,目前还没有足够多记载下来的专门气象观测资料,所以,中国能否回到某个特定古代时期的气候模式,并没有办法下定论。

从趋势上来看,大气环流异常导致气候异常变化的频率确实在增加。气候变化将加剧水循环,这将为部分地区带来更强的降雨和洪水,但有些地区则可能导致更严重的干旱。

王长科:总的来说,未来我国气候总体会是变暖的趋势。预计到本世纪末全国降水总体会略微增加一些,其中北方降水量可能增加5%~15%,而华南降水变化不显著。

NBD:随着北方地区逐渐变得“温暖湿润”, 塔克拉玛干沙漠等西北地区的一些沙漠会变成绿洲吗?

王长科:起码到本世纪末,塔克拉玛干沙漠是不可能变成绿洲的。即使随着沙漠降雨增多,也只是变得相对湿润,但塔克拉玛干沙漠还是干旱地区,干旱的本质是没有变的。在整个塔里木盆地广达数十万平方公里的土地上,要让沙漠要变成绿洲,需要的水量是难以估量的。

王长科 图片来源:每经实习记者 李明明摄

与毛乌素沙漠变绿洲不同,毛乌素沙漠本质上说是沙地,沙地的形成原因除了因为当地降雨量较少之外,还和人类活动相关。在千年以前,毛乌素沙漠还是水草丰美的牧区,但当时的人们为了追求经济效益,长期过度放牧,再加上不合理开发,导致了这里土壤沙漠化,以至于形成沙地。

而塔克拉玛干沙漠并不是人为因素形成,而是自然因素。塔克拉玛干深居内陆,远离海洋,这里的降雨量非常少。另一方面,当地的蒸发量特别高,久而久之就形成了沙漠。

根据统计,塔克拉玛干沙漠地区平均年降水不超过100毫米,最低只有4~5毫米,而平均蒸发量却高达2500~3400毫米。

而毛乌素沙漠靠近人类居住区,治理起来方便,降水量也比塔克拉玛干沙漠高得多,蒸发量也没后者大。所以沙漠变绿洲存在一定的可能性,但并不是所有沙漠都可以变成绿洲。


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影响:对西北地区棉花等种植经济将带来一定利好

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NBD:北方降雨量增加,将会给新疆等西北地区的经济,尤其是种植经济带来哪些影响?假如西北地区有望缓解干旱少雨的局面,对中国粮食生产将会带来影响?

王长科:总的来说,这些年来新疆等部分地区确实是变得湿润了,降雨量比以前多了,气温也比以前高了,和以前的干旱程度相比是相对湿润了,但总体干旱的趋势没有改变。

以新疆为例,根据最近发布的2020年新疆气候变化监测公报,新疆年平均降水量为171毫米。1961以来,新疆年平均降水量呈显著增加趋势,平均每10年增加8.8毫米。

数据来源:国家气候中心

平均而言,新疆降水是比以前多,但随着温度的升高,地表的蒸散发量也增大,干旱的整体形势没有变。

新疆的特色种植业主要是灌溉农业和绿洲农业。新疆的种植业主要分布在盆地边缘的绿洲地带,种植业用水主要靠高山融雪水。新疆降雨量增加比较缓慢,而且年际波动较大,对本来就干旱少雨的地区来说,这样的降水增加对农业影响不会太大。

另一方面,气候变暖以后,一些比较喜温的作物种植面积扩大了,还有越冬的作物也朝北扩展。对这类作物来说,气候变暖就很有好处。

比如棉花是喜光作物,适宜在较充足的光照条件下生长。新疆盛产长绒棉,由于气候比较干燥降雨少,土地偏碱性,阳光充足,很适合棉花生长,收获季节多晴朗天气,也有利于棉花采摘。

杨莲梅:新疆近年的降水确实有所增多,但这并不能改变其干旱的基本事实,沙漠短时的强降雨对于沙漠地理结构和生态系统也不会产生大的影响。

降水以及气温的变化有可能对区域经济造成一定影响。比如今年二季度,新疆多地出现降温,塔城、博州、昌吉地区出现寒潮、霜冻和降雪,这种气候对于农业的影响就比较大。未完成播种的棉田被迫停播,已播棉花出苗及已出苗棉花生长也有可能受到影响。

再比如,新疆的灌溉农业比较发达,灌溉的水源主要来自雪山和冰川的融水,气温升高也会倒逼技术改良,现在很多地方都拥有了滴灌技术。农业经济发展与水有密不可分的关系,水也是制约经济、生态系统的关键因素。

潘婕:新疆气候正在全球变暖背景下发生着变化,最显著的特征是年平均气温升高、降水增多、降水变率加大。

潘婕 图片来源:受访者

在沙漠边缘地带和湖泊河流附近的绿洲,气温升高引起冰川融水增加,从而使径流量加大,对绿洲农业的灌溉条件改善是有利的,同时降水增多也丰富了当地农业生产可用的水资源。

但气温升高也会带来更多的高温热害、作物生育期缩短导致产量和质量降低,降水极端化(单次过程降水强度增大、每年雨日减少)也会使当地农业生产更易遭受涝灾和旱灾。

因此新疆的气候变化对农业生产有利有弊,需要更多的农业投入、科技指导和正确决策去帮助当地农业生产应对气候变化。

而对于沙漠内部来说,由于其基础降水率低,近些年的降水增量并不能从根本上改变其干旱的现状。我国沙漠总面积近80%都集中在西北,假如整个西北都脱离干旱少雨的局面,加上西北原有的良好光热条件,将会增加很多适宜种植粮食、经济作物的耕地,对我国粮食生产是个巨大的利好。

然而这在很大程度上还只是个伪命题。如前面所言,西北只有小部分地区相对自身过去而言变得暖湿化,整个西北并没有真正脱离干旱的局面,而巨大的沙漠由于地理位置、地形地貌、大气环流等影响,在几十年甚至几百年的时间尺度内都很难从根本上改变其气候特征。

NBD:有资料表明,蔬菜、水果等经济作物适种区正向北、向高海拔地区移动。这一现象和西北降雨量增多是否存在关系?

潘婕:蔬菜、水果等经济作物适种区向北、向高海拔地区移动,并非单纯取决于降水量的变化,更多的影响因素在于气温变化。

近年来全球气温升高,中国增温更为明显,其中又以原本气温较低的北方、高海拔地区增温幅度最大。

对于这些地区,气温升高改善了热量条件,使其适宜农作物播种和生长发育的时间变长,种植时间、地区的可选择性加大,因此不仅部分经济作物,一些粮食作物适种区也都存在北移现象。

如果在作物需水期恰好雨量增加并且雨量适宜,则可以减少灌溉,对于农业生产是有利条件;但如果是短时强降水,有可能在农田里形成积水、涝渍,造成农作物减质减产甚至绝产,这种情况则是不利影响,需要警惕灾害侵袭。

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记者手记丨“沙漠变绿洲”只是美好愿景 节能减排之路刻不容缓

滚滚黄沙、灼灼烈日、干旱炎热……这原本是说起西北内陆沙漠地带时人们最先联想到的景象,然而就在近日,西北地区变湿变暖竟意外地成了个热点话题:朋友圈里流传的网络文章甚至让人浮想联翩——“气候临界点是不是出现了”、“新疆的植被,以一年150公里的速度在狂奔”……

一时间,在很多人的想象中,似乎沙漠变成绿洲的美好画面指日可待。

事实果真如此吗?早在2002年,中科院的学者就针对西北气候由“冷干”向“暖湿”转型的现象开展过研究。

诚然,近年西北降雨量在某种程度上呈现出增多的趋势,研究表明,预计到本世纪末北方降水量可能增加5%~15%,但是,和西北地区庞大的蒸发量相比,增加的这点降雨量显然仍是杯水车薪。

就目前情况看,西北深处亚洲大陆内部、远离海洋水汽源头的地理位置,使其不可能脱离干旱环境。因此,要实现网友心目中所谓的“沙漠变绿洲”,至少在现阶段基本上是个伪命题。

需要警惕的是,由于全球变暖,西北区域温度的增幅远超全球平均,由此导致的潜在蒸发量持续增大,在大部分区域远超降水增幅,导致这些区域干旱化更为严重。

由此可见,珍惜当地水资源,着力保护并改善西北地区的生态,这仍将是一个长期而艰巨的过程,我们对此切不可松懈和盲目乐观,而是需要冷静理性的态度来看待。

在全球变暖持续发展的当下,地球温室效应加剧,寒潮和热浪等极端天气现象日益增多,这也不断提醒我们:节能减排、发展清洁能源之路刻不容缓。

记者:张怀水

实习记者:李明明

编辑:陈旭

视觉:帅灵茜

排版:陈旭 马原

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