美國風暴更強了,為什么干旱卻在加劇?到2026年晚春,美國大約三分之二的地區處于某種程度的干旱之中。這個國家又在經歷更強烈的暴雨。乍看之下,這似乎自相矛盾,但兩者其實都是全球氣溫上升的表現。
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原因與水循環有關。水通過一個微妙的循環影響著我們生活的方方面面:液態水變成水汽,再重新回到地表。隨著地球變暖,越來越多的降水以強風暴的形式出現,帶來的水量超過地表所能承受的范圍。如果一場風暴在幾天內降下幾英寸雨水,水就能滲入土壤,滋養植物,并補充地下水。但在強降雨過程中,雨水來不及下滲,大量水分會轉而形成地表徑流,而且往往會加劇洪水。
在更高的氣溫下,水分蒸發也會更快。因此,盡管從全國范圍看,全年總降水量有所增加,但隨著氣溫上升,地表失水的速度也在加快,結果就是干旱變得更嚴重,也更頻繁。
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當這種平衡發生變化,或者偏離其自然狀態時,水在地表環境中的流動方式也會改變。這會直接影響水在哪里可用,以及可用水量有多少。
降水變化出現的同時,生長季也在變長,這讓地表能夠積累更多熱量。隨著氣溫上升,更干燥的空氣也會從地表帶走更多水分,從而增加干旱風險。最近在美國東北部開展的研究顯示,降水時間的變化會帶來一些看似反常的反饋效應。
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在一項研究中,哈佛森林的科學家發現,更強烈的風暴正以超過土壤蓄水能力的速度帶來更多水量。比如,他們發現,2023年其研究區域內的高強度降水事件約占全年總降水量的42%。
當降水更集中、風暴之間又間隔較長時,表層土壤就有時間排水并變干。這又導致大氣條件更干燥,因為能夠從陸地蒸發出去的水變少了。
這種“強降雨集中出現、其間夾著干旱時段”的效應,也體現在數據中。我在馬薩諸塞大學的研究團隊在另一項研究中發現,東北部的濕年正在變得更頻繁,而干年也同樣在變得更頻繁。哈佛森林科學家在馬薩諸塞州彼得舍姆附近收集的1964年至2023年數據表明,降水一直在增加,其中相當大一部分來自暴雨。
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我們發現,在過去10年中最潮濕的年份里,淺層地下大約累計增加了2英寸的水量。這導致地下水位更高、洪水更頻繁,并在強降雨期間對基礎設施造成破壞。相反,在干旱時段,地表會迅速失水。結果是,在這個通常被認為是美國較濕潤地區之一的地方,也會出現干旱預警、火災、限水和農作物歉收。
如今,許多州已開始把氣候科學納入基礎設施和土地利用決策中,以更好理解未來面臨的風險。以馬薩諸塞州為例,該州建立了一個氣候數據平臺,讓研究成果和數據能夠被更廣泛地獲取。該州還投資建立計算機模型,用來評估未來地表儲水可能出現的情景,以便社區和農民提前做好準備。
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社區可以通過城市設計和建設提升應對極端風暴的韌性,比如在規劃中納入洪水風險考量,在更多區域鋪裝硬化的情況下做好排水,并增加雨水花園、河濱公園和生態排水溝等設施,在需要的地方輸送并滯蓄更多水量。
為了應對干旱年份,社區可以采取節水措施,例如限制戶外澆水、補貼低流量馬桶和淋浴設備,并通過水價機制鼓勵更謹慎地用水。社區還可以教育居民如何減少用水,并在日常生活中更加注意用水方式。
從更大范圍看,一項使用計算機模型的新研究顯示,如果更積極地削弱氣候變化的驅動因素,尤其是減少燃燒化石燃料產生的溫室氣體排放,就有可能扭轉極端降水的趨勢,并最終回到20世紀的水平。
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