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。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”所進行的研究。

　　蒸發(fā)蒸騰是全球氣候系統(tǒng)的關鍵組成部分，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全球變化森林科學教授貝弗里·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測一致。參與研究的德國馬克斯—普朗克生物地理化學研究所項目負責人馬庫斯·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。

　　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。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)，還是反應了地面水循環(huán)在長期內(nèi)的重建？勞說，要進一步確定是什么原因造成了這種轉變，還需要長期持續(xù)地觀察，水循環(huán)方面的觀測數(shù)據(jù)是最關鍵的評估標準。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)加快將帶來嚴重后果

　　如果真是這樣，后果將是嚴重的。如果氣候變化經(jīng)歷蒸發(fā)蒸騰的轉變，進入水循環(huán)加快的時期，將直接影響到生態(tài)系統(tǒng)服務及反饋機制的作用。蒸發(fā)蒸騰的轉變可能已經(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)將會遭遇最嚴重的干旱。

　　植物光合作用的強度以及相應的成長情況首先取決于它們是否有足夠的水供應。如果南半球的土地干旱狀況繼續(xù)下去，那么不僅僅對當?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減少還將導致通過光合作用吸收的二氧化碳更少，從而加劇溫室效應。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