在日益严峻的全球变暖背景下,一个令人揪心的假设曾长期笼罩在气候科学界上空:地球是否会因为极端气候的连锁反应,在同一时间内陷入大面积干涸?
近日,印度甘地纳格尔理工学院的研究团队与国际合作伙伴共同揭示了海洋温度模式在遏制全球干旱蔓延中的关键制约作用。这项发表在《通讯-地球与环境》杂志上的研究,通过长达一个世纪的气候数据分析发现,全球范围内同步发生的干旱实际影响面积仅占全球陆地的1.8%至6.5%。
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这一数据远低于此前某些极端预测所称的“地球六分之一的面积可能同时干枯”。研究人员指出,地球并没有我们想象中那么脆弱,自然界的海洋波动在客观上充当了防止全球干旱全面爆发的“调节阀”。
由乌迪特·巴蒂亚博士领导的这项研究,联合了印度甘地纳格尔理工学院及德国莱比锡赫姆霍兹环境研究中心的研究人员。他们采用了一种独特的视角:将全球各地的干旱爆发视为一个复杂全球网络中的特定事件。
“如果两个遥远的地区在很短的时间窗口内同时陷入干旱,我们就将其定义为‘同步’,”甘地纳格尔理工学院机器智能与韧性实验室及人工智能韧性与指挥中心负责人巴蒂亚博士解释道。
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通过绘制数千个此类连接点,团队精准识别出了全球范围内的“干旱枢纽”,这些枢纽主要集中在澳大利亚、南美洲、非洲南部以及北美洲的部分地区。研究人员通过分析小麦、水稻、玉米和大豆的历史产量,评估了中度干旱对全球粮食生产的真实冲击力。
印度甘地纳格尔理工学院的人工智能科学家赫曼特·普尼亚指出,在许多主要农业产区,当中度干旱发生时,作物歉收的概率会显著上升。对于玉米和大豆等作物,部分地区的作物减产概率甚至会飙升至40%到50%以上。
这种极高的减产概率意味着,一旦全球多个粮食产区同时遭遇旱灾,后果将是灾难性的。研究的核心发现为这种担忧提供了另一种视角。
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研究揭示,尽管全球变暖在加剧,但自然的地理气候过程——尤其是太平洋及其他海域的海表温度变化,有效限制了干旱蔓延的范围和均匀度。
这种气候波动的主要驱动力是厄尔尼诺-南方涛动,这一存在于太平洋上的自然冷暖循环正在重新塑造全球的降雨版图。在厄尔尼诺年份,澳大利亚会演变为显著的干旱枢纽,而其他地区则会产生截然不同的气象反应。到了拉尼娜年份,干旱模式会再次发生偏转,往往在地理分布上变得更加零散。
目前在美国东北大学攻读博士学位的丹麦·曼苏尔·坦塔里认为,这些由海洋驱动的波动创造了一套区域性响应的“补丁”,从而防止了横跨多洲的单一全球干旱的出现。
这种复杂的调节机制,使得海洋驱动的波动限制了多洲同步干旱的涌现,保障了地球不同区域在面对极端气候时具有差异化的缓冲时空。
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为了进一步理解干旱的驱动深度,研究团队深入探讨了降雨与气温之间的交互作用。研究发现,在过去几十年的长期变化中,全球约三分之二的干旱加剧可归因于降水量的波动,而剩下的三分之一则源于气温升高带来的蒸发需求增加。
这一发现警示我们,虽然目前海洋尚能调节同步干旱的范围,但温室效应引发的蒸发压力正在悄然改变干旱的属性。随着全球气温的持续攀升,温度驱动的干旱模式可能在未来打破现有的海洋调节平衡。
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这项基于大数据的研究,为全球农业产区的风险管理提供了全新的路径。它促使我们超越孤立的天气预报视角,将地球看作一个互联互通的网络,从而在局部旱情演变为全球危机前识别出预警信号。
印度甘地纳格尔理工学院水与气候专家、印度最高科学奖项尚蒂·斯瓦鲁普·巴特纳加尔奖获得者维马尔·米什拉教授强调,这些发现凸显了国际贸易、粮食储备和灵活政策在现代治理中的极端重要性。
由于干旱几乎不会在同一时间打击所有地区,科学的统筹规划可以利用这种“自然的地理多样性”来缓冲全球粮食供应。通过跨区域的调度与合作,全球市场有能力抵消局部歉收带来的价格剧震。
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巴蒂亚博士最后总结道:“我们的研究表明,在变暖的行星面前,人类并非束手无策。通过理解海洋、降雨与温度之间的微妙平衡,政策制定者可以将资源集中在特定的干旱枢纽,建立起稳定市场的制度渠道。”
这种深度的气候认知正在改变我们保护世界食物链的方式。人类的智慧在于,能从全球气象波动的网络中寻找到避险的路径,在下一次极端气候来临前,预先稳定摇晃的天平。
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