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中國西北“暖濕化”,能重回漢唐嗎?

作者:觀察者網

【采訪/觀察者網 李澤西】

在過去三十年時間内,大陸科學家逐漸得出了一個引人注目的結論:曆史上寒冷幹旱的西北地區,正在逐漸“暖濕化”!

10月17日,中國氣象局幹旱氣候變化與減災重點實驗室主任、甘肅省氣象局總工程師張強的研究團隊在學術雜志《科學通報》上發表了題為“西北地區氣候暖濕化的研究進展與展望”(連結:doi.org/10.1360/TB-2022-0643)的論文。文中列出了學術界過去三十年對于大陸西北地區“暖濕化”現象的研究成果,通過系統梳理西北地區氣候變化研究的曆史經緯,對已有的研究成果進行了總結歸納。

中國西北“暖濕化”,能重回漢唐嗎?

論文截圖

近日,張強接受觀察者網專訪,讨論了西北暖濕化對當地經濟、社會和環境的影響及其意義,氣候變化與西北暖濕化的關系,以及回應西北将來是否真能成為“塞外江南”等社會關切的問題。

以下為專訪實錄:

觀察者網:根據您的研究,為什麼說西北氣候正在暖濕化,這個暖濕化的程度有多大呢?

張強:學者從幾個方面來看西北暖濕化。

一方面從降水量的變化來看,另一方面從一些水體和河流變化來看,包括湖泊面積、河流流量這些名額。科學家先前發現,從上世紀 80 年代到2002年,西北降水一直在增加的趨勢,而且這個趨勢維持到現在。科學家還發現,以西北地區西部(觀察者網注:指新疆全省,以及青海和甘肅西部)為主的克孜河、疏勒河等許多内陸河流量也在增加;還有就是阿牙克庫木湖、鹽湖、青海湖、烏蘭烏拉湖、阿其格庫勒、西金烏蘭湖和庫賽湖等一些内陸湖泊的面積也在顯著擴大,另外還在塔克拉瑪幹和庫姆塔格沙漠東緣地區出現了一些新的湖泊。是以,科學家就判斷西北地區在暖濕化。

中國西北“暖濕化”,能重回漢唐嗎?

青海湖 @視覺中國

暖濕化現象是 2002 年觀察到的,但當時因為趨勢時間短,增幅也有限,有些學者是持懷疑态度的。但是從 2002 年到現在,又過了 20 年,這個趨勢還在繼續,而且已經超過了一般認為的一個氣候态,即以 30 年為臨界值的長期氣候狀态。是以,對目前的西北暖濕化的趨勢應該是十分确信的。就其程度,可以用不同名額來衡量,但降水是相對比較好的衡量名額。

從上世紀 80 年代中期到現在,降水增加比較明顯的主要是西北地區西部,是以暖濕化一般主要指西北西部。在過去的30多年時間,每十年大概增加 6 毫米左右。這個地區的平均降水量以前不到 200 毫米,現在已經到230多毫米了。同時,2009—2012年, 湖泊面積增幅大于10.0 km2的湖泊共有27個, 其中7個湖泊面積增加超過50.0。

觀察者網:在過去幾年内,除了确認了暖濕化趨勢以外,學界對此有什麼新的認識?

張強:首先,我們最新研究認為西北地區西部暖濕化趨勢不會改變氣候的基本格局,也就是說西北地區西部仍然是幹旱的氣候區,且仍然會是一個水資源緊缺的區域,這是不會改變的。

第二,我們也發現了一個新的情況。在過去的20多年左右,不僅西北地區西部變濕趨勢在增強,而且西北地區東部也在變濕,變濕幅度還更大,也就是說暖濕化不僅趨勢在增強,而且還在東擴。

中國西北“暖濕化”,能重回漢唐嗎?

1961~2018年西北幹旱區溫度、降水及幹燥度指數年際變化(圖源:論文)

第三,我們用CMIP6(耦合模型比對項目第6 階段),即國際上用的氣候變化評估資料,對西北地區西部的未來氣候做了一個評估。從現在的評估來看,在中等二氧化碳排放的情境下,暖濕化趨勢在未來幾十年還會繼續。

第四,暖濕化總體上對西北地區西部生态的影響是有積極的。當然,除了氣候暖濕化的作用之外,現在的生态環境治理工程也發揮了一定作用,但是氣候作用還是比較大。

第五,我們對暖濕化機制也有一些新的認識。我們國家大部分地區降雨主要屬于季風性氣候,而西北地區西部主要受西風環流的降雨影響;實際上,西北地區暖濕化是季風和西風環流協同作用的結果。在西北地區暖濕化加強期,夏季風和西風環流在最近 20 年間同時增強;在通常時期,這兩個環流因素大多是相反的作用,即有一定的“跷跷闆效應”,就是很多情況下季風變強,西風會變弱一些。而近20年來無論是西風還是季風的貢獻,都讓西北地區降水增加。當然,暖濕化的機制還是很複雜的,我認為還是沒有研究得很透徹。

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大西洋的西風吹來的濕氣,形成“大西洋的最後一滴眼淚”賽裡木湖。@視覺中國

觀察者網:您剛剛說西北地區暖濕化既有西風也有季風因素導緻降雨量增加。那麼西北降雨量的增加,跟其他地方出現的幹旱,比如西風的“老家”更傳統的地中海氣候:美國加利福尼亞州、歐洲、南非等地區,還比如季風的中國目前南方幹旱,這些情況之間有沒有任何直接或間接的關聯?西北有沒有“搶了”其他地方的降雨?

張強:我認為西北地區暖濕化跟其他地區氣候的變化沒有直接的關系,但也許有一定間接的關系。這是因為全球的大氣環流還是“一盤棋”,是牽一發而動全身的,當然對不同地方會産生不同的連鎖響應。比如氣候變暖,對全球各地都有不同的影響,西北地區是變濕,也有不少地方則會變幹。

當然,從現在的研究看來,西北地區變濕絕對不單單源自氣候變暖,它也疊加了降水的自然周期規律。從自然規律看,降水存在不同尺度的準周期變化,會一段時間變幹、一段時間變濕(觀察者網注:自然周期規律也是美國加州目前幹旱的一個主要原因)。

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西北地區近2000年溫度和降水變化(圖源:論文)

如果要說與其他地區氣候的間接關聯,那就應該是氣候變暖對全球所有地區都有影響,不同地區的不同影響之間有一些關聯。就好比一千年前的中世紀暖期,即工業化後目前暖期之前的一個暖期,全球也是有些地方變幹,有些地方變濕,比如歐洲就變得更濕,美洲和西非等地則變得更幹了。

觀察者網:西北的暖濕化對當地的産業,比如人們所關注的新疆棉花,甘肅葡萄等産業産生什麼樣、多大的影響?

張強:我們一般會說,西北地區有些地方适合種植葡萄,跟法國有類似氣候條件類等;這個主要是與類似次元帶的日照特征更有關。

當然,任何的植物都需要一定的水分,是以降水量增加對幹旱地區的葡萄和棉花種植是有利的,但是棉花和葡萄實際上抗旱能力比較強一些,适合在相對比較幹旱的地方生長。如若降水太多的話,反而對葡萄生長不利,但目前西北地區降雨少,增加也比較有限,是以變濕總體比較有利于葡萄的種植。

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新疆棉花

當然,在西北種植棉花或者葡萄,主要依賴灌溉,自然降水的貢獻相對比較小,是以西北降雨增加對農業是有積極影響,但是影響應該不會很大。

觀察者網:總體來說,西北的暖濕化對于大陸西部大開發整體戰略有什麼樣的影響?目前有沒有考慮西北暖濕化?

張強:無論是西北地區社會發展還是西部大開發,都必須考慮氣候條件。事實上,研究過曆史跟氣候關系的一些人都已經有認識,氣候條件不光影響社會發展,甚至影響到人類文明的興衰。

像西部大開發這樣的戰略性工作,是很有必要考慮氣候變化的情況;不光是西部大開發,黃河流域生态保護和高品質發展也同樣需要考慮氣候條件的變化。實際上,總書記在關于黃河流域生态保護和高品質發展的會上,也專門提到這要把西北地區氣候暖濕化作為一個重要問題進行研究,如使西北地區和黃河流域的高品質發展能夠更加有符合科學規律。

我們現在應該做的,是更加深入的考慮這一問題,并把最新的科學結論不斷的吸收進去,能夠不斷的完善西部大開發和黃河流域生态保護和高品質發展戰略的實施方案。

觀察者網:除了之前提到的農業和環境兩個領域,西北的暖濕化還可能對當地産生什麼樣的影響?

張強:暖濕化一方面影響水資源,另一方面影響熱量資源,兩者都是社會發展、人類生存的基本條件。

西北氣候暖濕化,會帶來很多的影響,影響比較廣泛,有利有弊;我們既要看到利的一面,加以利用,也要看到不利的一面,加以規避,要始終把握好趨利避害這一大原則。

從有利的一面來看,就是水資源可能會有所增加的、有所改善,盡管程度有限;對西北地區來說,這肯定是利好的,無論如何,西北地區是一個水資源緊缺的幹旱區域。

是以,這也會對西北的生态環境帶來一定的改善,為生态的建設提供一個比較好的機遇。另外,西北的一些種植區域可能會有所變化,有些作物的種植區域可能有所擴大,對農業發展可能提供一些機遇。暖濕化還會改善有些地方的景觀,對旅遊業也可能帶來一定的促進作用。

當然,也有些不利的因素,可能需要在過程中加以防範。暖濕化,加上氣候變化引起的氣候極端化會增加西北地區暴雨事件,可能需要加強這方面的防範。

此外,西北地區是我們國家非常重要的一個固體水資源即冰川和積雪分布區,它們為西北地區水資源提供了穩定性。冰川和積雪相當于是一個固體的存量水資源,把冬天的降雪存下來,在缺水的作物生長季可以消融釋放出來。比如,春天正好需要灌溉蓄水,那段時間的降水比較少,主要靠溫度上升消融冰川和積雪,把所需要的水資源補上,這在沒有降水的時期,也可提供比較穩定的水資源供應源。同時,西北冬季沒有什麼農業活動,不需要水,那個時候把水資源作為固體存下來以後,以供在作物生長期來用,這是個很好的水資源時間轉換機制。然而,暖濕化會減弱冰川和積雪這些固體水資源的作用,這是很不利的。

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西北暖濕化,将危及保障當地水源穩定的冰川積雪

前面我也說了,西北地區生态環境整體會有所改善,但是變暖也會對生态系統起到一定負面作用。比如,有些地方降水隻有 50 毫米,增加 20% 也就 60 毫米,從水分角度來說對生态沒有實際作用,但是溫度增加卻增強了蒸散,反而會帶來不利的影響,是以有些很幹旱的區域暖濕化後生态反而會變得更差。

還有就是暖濕化對種植帶的氣候适應性帶來變化,如果是不及時改變種植結構的話,有些作物就不适宜種植了,會造成減産和品質下降問題。

但是總體上來說,因為西北地區是個幹旱缺水的區域,氣候暖濕化帶來的水資源改善,無疑是利大于弊的。

觀察者網:氣候變化加快冰川積雪的溶解,導緻水面積更大,蒸發量就更大,當地降水量也會增加。這對西北暖濕化的貢獻多大?

張強:大氣中絕大多數水汽源自海洋蒸發。相對海洋,湖泊的面積很小,湖水對降水量增長貢獻是比較小的。即便非常大的湖泊,頂多隻對周邊區域的降水量有一定的顯著影響,範圍十分有限,而不會這個區域的降水産生太大改變。

觀察者網:西北區域濕化相對于全球因氣候變化的總體濕化來說,程度要大多少?

張強:就其程度,我們沒有做過具體比較,但是從全球來看,這個地區降雨量很少,無論怎麼變,對全球貢獻程度也是有限的。但從區域格局看中國西北降雨增加的相對值還是比較顯著的。尤其在全球大多數幹燥的地區是在變幹的背景下,而西北地區氣候在變濕,這還是比較獨特的。

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IPCC:在極低(左)和極高(右)排放情景下,氣溫(上)和降雨(下)的變化

觀察者網:如果人類能夠成功的遏制氣候變化,對西北暖濕化會産生什麼樣的影響?

張強:未來幾十年暖濕化的趨勢可能不會變,雖然通過“雙碳”戰略,全球增溫可限制在2度或1.5度以内,但溫度達峰還将保持于一個相對高的溫度狀态,而不會很容易讓溫度降下來,是以氣候暖期對降水的影響仍然會維持。

再說,對降雨量來說,西北氣候濕化不隻是氣候變暖的單一因素作用,還有氣候自然的變化的影響。我們預估,未來暖濕化的趨勢估計将會有所減緩,但是仍然會保持下來;不過,這種氣候預估結論的不确定性是比較大的,因為氣候變化預估不确定性一直是國際上的一個難題,另外對變濕的機制也還是不完全透徹。

觀察者網:如果氣候變化導緻的溫度上升不是二度而是四度的話,這對西北地區的降水量又有何影響?

張強:我們沒有專門比較過不同氣候變化情境下的情況,隻做過現在看最有可能的中等二氧化碳排放情景下的預估。我們在這個方面還正在研究和完善和認識。

觀察者網:您在論文中提出社會和媒體輿論對西北暖濕化了解的誤區。公衆有哪些地方的了解是不準的?

張強:社會和媒體輿論出現一些不科學說法,這是一種很自然的現象,但也需要高度重視,需要通過科學研究和科普工作與媒體的深入合作,讓社會對西北氣候暖濕化問題能有更客觀、更理性、更準确的認識。

首先,社會和媒體上聽到西北暖濕化,就想到可能會變成“江南”或重回“漢唐”,實際上這是個趨勢,隻是從縱向來看比以前濕了一些,而不是與其他濕潤地區的橫向對比,即使濕化到現在,西北仍是個很幹旱的地方,水資源仍然很緊缺,需要節水和國家全力支援,來改善水資源條件。我們之是以要通過研究這個問題給出科學結論,也是怕非科學觀點造成誤導和決策上的誤會;我們尤其擔心人們會認為西北地區未來将不缺水了,會對一些正在建設或将要建設的水資源調配工程造成輿論幹擾。

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西北仍将是極為幹旱的地區

第二,暖濕化隻是個趨勢,并不是每年都會逐漸增加,中間會有波動,在波動中增加。也不排除有些年份降雨量會變得非常少,這是需要考慮到風險,尤其是在社會經濟發展布局中應該考慮到這種風險。

第三,有些人可能會認為,西北地區暖濕化了,以後幹旱就會減少。實際上這也是有一定誤區的,因為濕的程度還是比較有限的,而與之同時的氣候變暖帶來的氣候極端化,可能會使暴雨和幹旱都更為頻繁。

第四,有些人可能會想,西北氣候濕化,西北地區的生态會整體全面改善。實際上,雖然生态總體上在改善,但改善區域主要分布在比較濕潤一些的區域,比如在祁連山和天山等高山區域,這些本身生态條件比較好的區域植被在改善。但是,在那些極端幹燥的地區,降水作用實際上是很有限的,對生态本身沒有實質效果,反而溫度增加還會對生态造成不利影響。對于西北地區來說,生态在有些區域會有所改善,但是也有不少區域會變差。

第五,由于有些内陸河流流量湖面積和增加,有的人可能就會說西北暖濕化導緻水資源形勢大好,這也有一定的誤區。目前西北地區内陸湖面積和河流流量增加,一定程度上有氣候變化導緻冰川和積雪消融的貢獻,并不完全是暖濕化的貢獻。冰川和積雪消融相當于窮人花存款一樣,存款花完以後就變得更脆弱了,這是短期似乎有利,長期極端不利的情況

第六,最近一兩年西北旱區暴雨有所增加,有些人就認為是濕化的貢獻。這确實有一定濕化的因素,但是氣候變暖帶來的氣候極端化的貢獻可能更大。溫度增加,會造成大氣的可持水量增加,大氣中水汽累積時間會比較長,累積的過程就是不降雨的旱期,一降就是一場大雨。空中雲的分布就相當于天上有個水盆,以前水盆小,裝滿了就倒下來,會比較頻繁但相對比較小。現在氣候變暖使水盆變大了,能裝更多水,會很長時間不降水,一降就是傾盆大雨;是以氣候極端化會使旱澇同時增加。

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2021年夏,暴雨引發的洪水淹沒塔克拉瑪幹沙漠(圖源:視訊截圖)

觀察者網:您提到的很多誤區,感覺跟很多人對氣候變化的誤區有些類似之處,尤其對于趨勢、具體影響的認識。您認為,為什麼會出現這些誤區?科學家應該如何增加與公衆的溝通?同時,公衆的了解誤區和輿論的側重點,有沒有影響到您的研究方向?

張強:首先,可能需要科學界本身把問題搞清楚,呈現出一個很科學的、全面的認識。如果你所述不全面或不科學,那麼,有些不知道情況的公衆,就隻能自己猜,是以首先要從科學上把問題搞清楚、搞透徹。我覺得科學家将科學問題研究透,再傳播給公衆和決策層,能夠促進對西北暖濕化有更科學科的認識。

我們研究這個問題,并不是說是受什麼任務或者有什麼課題資助;完全是作為西北地區的科技工作者的責任和科學良知,我們覺得,我們應盡我們之所能,盡量呈現出一些關于西北暖濕化的科學結論,回應社會關切,讓人們對這一問有更科學和客觀的了解。甚至到目前,有些問題,我們能夠說得相對比較清楚,但不是全部,有些問題仍然帶着神秘的面紗。。

應盡力避免由于沒有科學的結論,一些非科學的提法誤導了公衆甚至決策層。現在需要做的就是盡可能把西北暖濕化研究透,我們團隊正在盡自己努力去做這方面的工作。

現在,需要科學家增強科學科普責任和技能,善于跟公衆、跟媒體要溝通,讓他們能夠把更好的認識和了解事實真相。這需要在語言上把科學中枯燥的、生僻的一些詞,用通俗的、生動的語言表達出來,也就是要能引人入勝。如果公衆不愛聽、聽不下去,你的内容再準确,人們還是沒接受,你的科學觀點能讓公衆、媒體和決策層聽進去了,才能發揮實際作用,否則科學結論隻能在科學家之間交流,對社會的作用就有限了。

這需要邏輯清晰、完整的科學叙事,不能在科普的過程中斷章取義,否則對事情的了解就變形了。完整的叙事能讓觀衆和媒體全面了解,進而把事實完整的傳播出去。

舉個反面例子,如果我隻說西北地區暖濕化,比其他地方還突出,人們會認為,是不是降雨量比南方還強,那就誤導了。有些誤解是斷章取義造成的。我覺得,作為一個科學工作者,不能跟風,尤其要堅持真理,要用科學的聲音來回答社會的關切。

觀察者網:但是斷章取義可能點選量會非常高。

張強:科學傳播就是害怕斷章取義,可能有極個别媒體會有意這樣做,但我覺得不應該,應該有科學良知,給大家一個完整的叙事。當然,在科學完整的前提下怎麼把叙事講的引人入勝,科普工作者在這方面要下功夫,要在科普能力上下功夫,不能要投機取巧,故意說些雷人之語;科學完整的叙事,同樣能把事能說得很精彩,也能吸引觀衆。

觀察者網:我幾年前在網上看到過,說在喜馬拉雅山炸開一個50公裡寬的通道,讓印度洋的水汽進入西北,西北就真的變成“塞外江南”了。這個設想可行嗎?

張強:我覺得這是個不可行的設想,起碼做不到。西北地區幹燥很大一部分原因就是青藏高原的地形導緻的,如把青藏高原去掉,夏季風就還會往北推一些,氣候條件肯定會,西北或許就不會這麼幹旱了。但這顯然是很不現實事情,青藏高原是自然界的造化,人定勝天是不可能的,隻能适得其反。

中國西北“暖濕化”,能重回漢唐嗎?

該設想于電影《不見不散》中出現

再退一萬步說,即使把青藏高原抹掉以後,從氣候帶的分布,也許西部地區濕了,但也許我們國家東部地區就幹了,其中的風險也相當大。

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