全球土壤水循環(huán)可能正在重建 某些地區(qū)會更干旱

　　在過去10年中，南半球大部分地區(qū)的土壤，包括澳大利亞、非洲和北美的大部分區(qū)域，正在變得越來越干旱。發(fā)表在10月10日《自然》雜志網(wǎng)站上的一篇研究報告指出，由于受到水分供給的限制，全球土壤水分蒸發(fā)蒸騰總量呈下降趨勢，近期由蒸發(fā)蒸騰作用返回到大氣中的土壤水分已降低到年降水量的60%。數(shù)據(jù)顯示，1998年至2008年間，盡管地球大氣總體上在變暖，但地球陸地表面水蒸發(fā)量增加的趨勢卻明顯減緩或甚至被逆轉(zhuǎn)。該項目是首次在全球水平針對“土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量”所進(jìn)行的研究。

　　蒸發(fā)蒸騰是全球氣候系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，將水循環(huán)和能量循環(huán)、碳循環(huán)聯(lián)系在了一起。土壤水分從地面上升到大氣的這一過程，消耗了地面所吸收太陽能量的一半以上。此前的大部分氣候模型都認(rèn)為，蒸發(fā)蒸騰將隨著全球變暖而增加，然而囿于獲得的數(shù)據(jù)有限，還無法確定這只是氣候的自然變化還是長期內(nèi)全球氣候變化的一方面。

　　土壤水蒸發(fā)量增加趨勢明顯減緩

　　論文作者之一、美國俄勒岡州立大學(xué)全球變化森林科學(xué)教授貝弗里·勞表示，這項研究第一次利用觀察數(shù)據(jù)對全球范圍進(jìn)行了分析。

　　研究人員收集了1982年到2008年間來自全球氣象、遙感觀測和運算處理三方面的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，使用一種基于過程的地表模型對數(shù)據(jù)加以分析，根據(jù)整體影響效果對同一時期的蒸發(fā)蒸騰變化進(jìn)行了評估。專門研究全球生物圈和大氣圈之間物質(zhì)交換的國際聯(lián)合組織FLUXNET的科學(xué)家第一次精確估計出，從1982年至2008年，全世界平均每年蒸發(fā)65000平方千米的水，幾乎相當(dāng)于地球上最大湖泊里海的水量。從測量數(shù)據(jù)得出的這個值與早先其他研究中的預(yù)測一致。參與研究的德國馬克斯—普朗克生物地理化學(xué)研究所項目負(fù)責(zé)人馬庫斯·賴希斯坦因表示：“我們的數(shù)據(jù)首次顯示，蒸發(fā)量在此期間是如何變化的。”

　　研究指出，隨著全球變暖，土壤水分蒸發(fā)蒸騰總量會變得更多，由于從海洋蒸發(fā)的水分更多，也會從整體上帶來更多的降水。數(shù)據(jù)也確實顯示出，某些地區(qū)比以前變得更加濕潤。然而世界上大部分地區(qū)，土壤卻變得比以前更加干旱，由于能釋放的水分更少，這也抵消了某些地區(qū)大氣降水的增加。植物生長面臨更多干旱壓力，整體生產(chǎn)能力因此下降。過去10年間，多年的干旱使得植物生長減慢，并發(fā)生了一些大的森林火災(zāi)。

　　在遍布全球超過250個監(jiān)測站以及衛(wèi)星數(shù)據(jù)的幫助下，科學(xué)家們確定，1998年至2008年間，地球陸地表面水蒸發(fā)量增加的趨勢明顯減緩或甚至被逆轉(zhuǎn)。從1982年到1997年，全球蒸發(fā)蒸騰量平均每年增加7毫米左右，此后伴隨著1998年的厄爾尼諾氣候事件，直到2008年，全球蒸發(fā)蒸騰量的增加好像停止了。而這種改變主要是受到南半球，尤其是非洲和澳大利亞水分限制的影響，這些地區(qū)的微波衛(wèi)星觀測顯示，土壤水分從1998年到2008年一直在下降，土壤水分減少又進(jìn)一步限制了蒸發(fā)蒸騰作用，這在很大程度上解釋了近年來全球地面蒸發(fā)蒸騰總量呈下降趨勢的原因。而為什么南半球陸地表面越來越干燥，以及這種趨勢是否會持續(xù)下去目前還不清楚。

　　直到1997年，全球陸地表面的水蒸發(fā)量每年大約增加120立方千米，此后這個趨勢顯著減緩。對此，馬克斯普朗克研究所分析數(shù)據(jù)的馬丁· 榮格表示：“由于在同一時間內(nèi)大氣溫度略有升高，我們非常驚訝水蒸發(fā)量增速的減緩。”因為眾所周知，溫暖的空氣可以容納更多的水分，氣候研究人員至今仍假定地球越溫暖蒸發(fā)的水越多。但是，這也許只在有限的區(qū)域適用，因為1998年至2008年間，特別是在澳大利亞、非洲東部和南美，情況剛好相反。

　　全球土壤水分蒸發(fā)蒸騰作用原本不斷加劇，到1998年之后卻幾乎突然停止增長并持續(xù)了10多年，是否能肯定就是厄爾尼諾事件所誘發(fā)的？這種改變只是氣候自然變化的一種典型表現(xiàn)，還是反應(yīng)了地面水循環(huán)在長期內(nèi)的重建？勞說，要進(jìn)一步確定是什么原因造成了這種轉(zhuǎn)變，還需要長期持續(xù)地觀察，水循環(huán)方面的觀測數(shù)據(jù)是最關(guān)鍵的評估標(biāo)準(zhǔn)。目前一個可能是，在全球水平上地表水文循環(huán)的加速期已經(jīng)到來。

　　水循環(huán)加快將帶來嚴(yán)重后果

　　如果真是這樣，后果將是嚴(yán)重的。如果氣候變化經(jīng)歷蒸發(fā)蒸騰的轉(zhuǎn)變，進(jìn)入水循環(huán)加快的時期，將直接影響到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及反饋機制的作用。蒸發(fā)蒸騰的轉(zhuǎn)變可能已經(jīng)出現(xiàn)，這個時期包括陸地植物生長減慢、碳吸收減少、由蒸發(fā)蒸騰作用帶來的自然冷卻機制減弱，地表會變得更熱，將會產(chǎn)生更強烈的熱浪，由此進(jìn)一步加劇全球變暖。包括非洲東南部、澳大利亞大部分地區(qū)、印度中部、南美洲大部分和印度尼西亞等一些地區(qū)將會遭遇最嚴(yán)重的干旱。

　　植物光合作用的強度以及相應(yīng)的成長情況首先取決于它們是否有足夠的水供應(yīng)。如果南半球的土地干旱狀況繼續(xù)下去，那么不僅僅對當(dāng)?shù)蒯пЭ晌５霓r(nóng)業(yè)是毀滅性的，植物生長減慢以及水供應(yīng)減少還將導(dǎo)致通過光合作用吸收的二氧化碳更少，從而加劇溫室效應(yīng)。此外，具有降溫作用的蒸發(fā)減少后，可能有些地區(qū)陸地表面溫度會更高。本報記者 常麗君 李山