華北干旱多發(fā)生在春夏季節(jié)，常在春季建立并在夏季得以維持，具有強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長、影響范圍廣等特征。那么，是什么原因使華北地區(qū)干旱可以維持春夏兩季近半年時(shí)間？過去幾十年，華北夏季極端干旱頻率呈現(xiàn)顯著增加趨勢(shì)，人類活動(dòng)對(duì)該地區(qū)極端干旱頻率增加是否有貢獻(xiàn)？最近，中國科學(xué)院大氣物理研究所副研究員張麗霞開展了相關(guān)研究，解釋了上述問題。
根據(jù)觀測資料和氣候模式長時(shí)間控制試驗(yàn)結(jié)果，研究確定了影響華北春夏連旱事件對(duì)應(yīng)的大尺度環(huán)流因子，發(fā)現(xiàn)華北春夏連旱多出現(xiàn)在拉尼娜向厄爾尼諾轉(zhuǎn)換年份的春夏。該研究成果發(fā)表在《氣候雜志》。
研究以華北地區(qū)3月到8月平均降水為指標(biāo)，選取1960年到2014年降水量最少的8年，將其定義為華北春夏連旱事件。研究發(fā)現(xiàn)，8個(gè)華北春夏連旱年份中，有7個(gè)發(fā)生在拉尼娜向厄爾尼諾轉(zhuǎn)換年份，且伴隨前春北太平洋濤動(dòng)（NPO，即北太平洋上阿留申低壓與夏威夷高壓同時(shí)增強(qiáng)或減弱的南北向蹺蹺板式現(xiàn)象）。
張麗霞介紹，一方面，NPO有利于西北太平洋氣旋性異常和華北地區(qū)的下沉運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致華北春季干旱；另一方面，NPO可以通過“季節(jié)腳印機(jī)制”，觸發(fā)夏季熱帶太平洋厄爾尼諾的建立，削弱西北太平洋副高，導(dǎo)致華北地區(qū)夏季干旱。
“所謂‘季節(jié)腳印機(jī)制’，指的是在冬春季節(jié)，大氣環(huán)流異常導(dǎo)致海洋表面溫度變化，可理解為大氣將其‘腳印’留在海洋里，到了夏季，海洋表面溫度異常反過來影響大氣環(huán)流。”張麗霞解釋道。
值得一提的是，近60年華北地區(qū)極端干旱頻率和強(qiáng)度顯著增加，導(dǎo)致黃河、海河等流域水資源短缺，嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。未來氣候變化情景預(yù)估結(jié)果顯示，全球變暖有可能進(jìn)一步加重華北地區(qū)干旱趨勢(shì)。
張麗霞說，當(dāng)前參與季節(jié)預(yù)測和國際模式比較計(jì)劃的氣候模式可以很好地模擬出大尺度環(huán)流特征。國際科學(xué)界建議用大尺度環(huán)流來表征極端氣候事件，對(duì)其進(jìn)行歸因研究。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，人類活動(dòng)產(chǎn)生的氣溶膠排放增加，其產(chǎn)生的輻射強(qiáng)迫作用對(duì)過去幾十年增加的華北夏季極端干旱頻率亦有貢獻(xiàn)。該研究成果發(fā)表在《環(huán)境研究快報(bào)》。
對(duì)此，張麗霞解釋說，對(duì)華北春夏連旱事件的研究發(fā)現(xiàn)，華北干旱年份均伴隨中國東南沿海的北風(fēng)異常。在北半球夏季，對(duì)應(yīng)東亞夏季風(fēng)偏弱，導(dǎo)致輸送到華北地區(qū)的水汽不足。夏季中國沿海南風(fēng)的強(qiáng)弱和華北降水之間的關(guān)系在華北夏季極端干旱事件中更為明顯。
基于此，研究以中國沿海經(jīng)向風(fēng)分量（即南北風(fēng)分量）為大尺度環(huán)流指標(biāo)，對(duì)過去50年華北夏季極端干旱進(jìn)行歸因分析，發(fā)現(xiàn)人類活動(dòng)產(chǎn)生的氣溶膠排放增加可顯著增加華北夏季極端干旱的出現(xiàn)頻率。原因在于其減少了到達(dá)地面的短波輻射，減弱了夏季海陸熱力對(duì)比，使東亞夏季風(fēng)減弱，增加了極端弱東亞夏季風(fēng)年的出現(xiàn)頻率，導(dǎo)致華北夏季極端干旱頻率增加。（消息來源：中國氣象報(bào)）
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