西北暖濕化是把雙刃劍

霍思伊　杜瑋

近兩年，關(guān)于西北暖濕化的討論日益增多。隨著西北地區(qū)暖濕化現(xiàn)象的凸顯，一系列極端天氣氣候事件的發(fā)生，西北暖濕化被簡化為一系列簡單現(xiàn)象的集成：青海湖水位回升、綠洲面積擴大、草場變綠和沙漠出現(xiàn)湖泊。公眾甚至會好奇，在氣候變化的影響下，西北地區(qū)是否真的會從沙漠變成江南，漢唐景致能否重現(xiàn)？

專家們反復(fù)澄清和強調(diào)，西北地區(qū)變暖變濕，雖然是不爭的事實，但仍很難改變西北地區(qū)干旱的氣候形態(tài)。實際上，西北暖濕化是一把雙刃劍。

西北暖濕化的成因是怎樣的？如何用全球氣候變化的視角審視西北暖濕化？暖濕化對西北帶來的真實影響有哪些？在當下和未來，應(yīng)如何科學應(yīng)對西北暖濕化帶來的機遇和挑戰(zhàn)？日前，圍繞相關(guān)問題，《中國新聞周刊》專訪了中國工程院院士、國家氣候變化專家委員會顧問丁一匯，甘肅省氣象局總工程師、中國氣象局干旱氣候變化與減災(zāi)重點開放實驗室主任張強，他們分別從全球和區(qū)域視角給出了回答。

西北暖濕化是全球氣候變化引起的結(jié)果

中國新聞周刊：西北暖濕化的成因是什么？如何從全球變暖的視角審視西北暖濕化？

丁一匯：西北暖濕化是全球氣候變化引起的一個區(qū)域性演變的結(jié)果。西北地區(qū)從“暖干”到“暖濕”的轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)在20世紀80年代。從自然原因看，20世紀80年代起，大西洋的暖洋流開始增強，暖濕氣流也在增強，這是海洋的年代際變化。2010年以來，這種增強的趨勢和北極變暖更加顯著，更多水汽和熱量從北極向南輸送到低緯度地區(qū)。

與此同時，大西洋暖洋流的改變也通過海氣相互作用，經(jīng)過全球性的西風環(huán)流，將更多暖濕氣流帶到歐洲和中亞地區(qū)，再到國內(nèi)的西北地區(qū)；水汽也更多直接輸送到北非。近20年，在北非曾經(jīng)的一些干旱之地，降水量也明顯增加。因此，暖濕化不是中國西北地區(qū)獨有的現(xiàn)象。大西洋暖濕的海水源源不斷地產(chǎn)生，它帶來的暖濕化影響不僅在北大西洋，也會通過大洋傳送帶影響全球尺度的天氣氣候。

西北暖濕化的另一個源頭來自北極升溫。與前者的周期性自然變化不同，北極增暖主要受全球氣候變暖影響，海冰融化，北極的冷空氣不斷南下，以冷高壓的形式，形成了東風，經(jīng)過西伯利亞地區(qū)到達亞洲中東部，把豐富的水汽帶到中國西部與東部季風區(qū)。它將來自北極和太平洋的多種水汽源從東向西一路帶到西北地區(qū)。

以前，都是干冷空氣自西與自北向中國東部輸送，現(xiàn)在是東風將暖濕氣流輸送到西北。研究發(fā)現(xiàn)，在西北氣候轉(zhuǎn)型之前，自東向西的水汽輸送很少，形成暖濕化趨勢之后卻明顯增多。而且，東風逐漸增強的結(jié)果是水汽帶向西擴展，東風的明顯西擴，在過去是很少發(fā)生的現(xiàn)象，最近卻經(jīng)常出現(xiàn)，這可能是加劇西北暖濕化的一個重要因素。

當越來越多的水汽從東向西輸送過來，卻未必能產(chǎn)生降水，因為降水不僅需要足夠的暖濕水汽，同時一定要和冷空氣相互作用。西北的冷空氣主要從偏西、偏北路徑向東擴，這正好和東部季風區(qū)吹來的水汽在新疆相遇，并產(chǎn)生明顯的降水。所以，暖濕化最早出現(xiàn)在西北地區(qū)西部，新疆北部的降水增加尤為明顯。

實際上，受大氣環(huán)流影響，西北暖濕化正在向西擴展到中亞地區(qū)，向東輻射到華北西部。從中國、中亞地區(qū)一直到印度北部、巴基斯坦，亞洲中西部的暖濕趨勢最為明顯。如果不是大西洋暖洋流增強和北極升溫同步發(fā)生，不可能出現(xiàn)從北非經(jīng)過西亞，到中亞和東亞這么大范圍的暖濕化。

中國新聞周刊：20世紀80年代以來，西北氣溫和降水的變化趨勢呈現(xiàn)什么規(guī)律？有何區(qū)域差異性？

張強：西北地區(qū)降水總體西少、東多，從近幾年看，西北東部降水增幅更大，西部增幅較小，荒漠地區(qū)降水也有增加，但生態(tài)效應(yīng)很弱。暖濕化趨勢下，西北地區(qū)整體的區(qū)域水循環(huán)在加強，而且，增溫使冰川加速消融，冰川是固體水庫，固體的水消融之后變成液體水參與循環(huán)，就會形成降雨。目前來看，西北現(xiàn)在的降水量可能還沒超過歷史上降水量比較多的時期，暖濕化對西北地區(qū)氣候格局的改變非常有限。西北的干旱區(qū)還是干旱區(qū)，半干旱區(qū)還是半干旱區(qū)，具體范圍可能有微弱的變化，但西北回不到網(wǎng)上熱議的漢唐時期。

變暖讓區(qū)域大氣的持水量增加，大氣相當于一個水盆，裝滿了以后水就會倒下來，形成降雨。以前持水量小的時候水盆也小，在短時間內(nèi)就能裝滿，但現(xiàn)在水盆大了，裝水時間很長，也就是說會長時間不降雨，一降雨就是暴雨。因此，在全球氣候變暖的背景下，全球的干旱和暴雨都在同時增加，西北地區(qū)更加突出。這也是近年沙漠湖泊在西北頻現(xiàn)的原因之一，沙漠區(qū)域下了一場暴雨后短期內(nèi)蒸發(fā)不了，在低洼地區(qū)積累下來，形成了臨時湖泊。

另外，變暖也會加快植物的蒸發(fā)，可能會抵消降水的效果，植被的蒸發(fā)加快，對水分的要求更多，會加劇西北地區(qū)的生態(tài)脆弱性。不過，西北不少地區(qū)的植被在向好變化，總體植被蓋度也在增加，說明土壤水分還是有所改善。整體上來說，降水增加并沒有比蒸發(fā)的部分少。

暖濕化可能引發(fā)干旱危機

中國新聞周刊：雖然整體來看，西北近年來生態(tài)改善明顯，但局部區(qū)域的植被也出現(xiàn)退化，是否可以從蒸發(fā)與降水的關(guān)系來理解？

張強：在西北暖濕化轉(zhuǎn)型中，相較降水的變化，增溫趨勢更明顯，那么，如果一個區(qū)域降水增加了10％～20％，在距山近的地方，因為降水基數(shù)本身就大，這個20％就是有意義的，植被可以得到改善。但在沙漠地區(qū)，溫度增加的作用比降水更大，溫度升高會使蒸散抵消掉降水的效果，植被退化是可以理解的。

為什么同樣是降水增加，在一個地區(qū)有生態(tài)效益，在另一個地區(qū)則沒有。因為只有在有一定降水基礎(chǔ)的地方，降水增加對區(qū)域生態(tài)才有正向貢獻，如果這個區(qū)域年降水量只有100毫米，增加了20％也只到120毫米，對植被的生長而言，100毫米和120毫米沒有區(qū)別，都不適合它的生長。因此，西北暖濕化對生態(tài)植被的影響不能一概而論，有的地方植被在改善，有的地方植被在退化。

中國新聞周刊：一方面，暖濕化趨勢下，西北地區(qū)的降水量正以9.32毫米/10年的速率增加，綠洲面積擴大了，有些過去死亡的湖泊“復(fù)活”了；但另一方面，局部地區(qū)的干旱風險卻在加劇。一項研究表明，1997年以來，極端干旱頻率呈增加趨勢，你如何看待這種矛盾？

丁一匯：變暖是個雙刃劍。氣溫升高后，大氣的飽和比濕值增加了，也就是說，濕空氣想要達到飽和的難度增大，更不容易形成降雨。如果飽和比濕值增加的程度，快于實際大氣中水汽的增加速度，非但不能增加降水，還會帶來干旱。比如南疆部分區(qū)域溫度增加得很快，但水汽增加的速度跟不上，空氣難以達到飽和值，可能加劇干旱。

新疆是干旱區(qū)，即使存在暖濕化轉(zhuǎn)型，干旱的風險是更根本的，一年中空氣達到飽和比濕值的概率不大，在整體范圍內(nèi)，難以形成大量降水。全球變暖下，冰川加速消退，當冰川融化，積雪融水不足以補充夏季的河川徑流，就會出現(xiàn)干旱。新疆主要靠水庫來儲存一些降水，以備干旱時使用，但這其實是遠遠不夠的?，F(xiàn)在最擔心的是出現(xiàn)降水的年代際波動，比如降水連續(xù)10年減少，就會產(chǎn)生災(zāi)難性的持續(xù)性大干旱。

張強：暖濕化的確可能引發(fā)干旱危機。隨著氣候變暖，雖然總的趨勢上降水增加了，但降水的波動性也加強了，年與年之間的差距變大了。因此，我們不能認為西北暖濕化之后，每年都會降水，可能某一年的降水比以往少得多。

中國新聞周刊：水資源短缺是制約西北經(jīng)濟社會發(fā)展的最關(guān)鍵因素，暖濕化可能引發(fā)的干旱危機，進一步對未來的水資源管理與利用提出了新的挑戰(zhàn)。你有何建議？

丁一匯：提前制定未來30～50年的水資源合理利用策略，對氣候的預(yù)測模式和數(shù)據(jù)不斷進行更新，以便更精確地知道降水會增加多少，未來有多少水可以利用。我們要“以水定任務(wù)”，不能盲目樂觀。西北地區(qū)是一個干旱區(qū)，很多地方的年降水量只有100多毫米，這是全球的大氣環(huán)流和熱力場所決定的，主要由自然因素造成，暖濕化不能從根本上改變西北缺水的氣候態(tài)，必須要繼續(xù)提倡節(jié)水。

張強：西北以灌溉農(nóng)業(yè)為主，在農(nóng)業(yè)水資源利用方面，最易推行的措施就是農(nóng)業(yè)節(jié)水，推廣節(jié)水型農(nóng)田，現(xiàn)在都要求高標準農(nóng)田建設(shè)，所謂高標準，就是用水效率高、耗水少。此外，需要研究具有抗旱性的種子，如果氣候預(yù)測年底降水較少或者干旱，就要及時調(diào)整種植品種，盡量多種抗旱性作物。但農(nóng)戶都有慣性，往年種什么，今年就種什么，沒有特別考慮氣候因素，這點亟待改變。

現(xiàn)在必須要提高人們對暖濕化影響的科學認識，主動去應(yīng)對氣候變化。暖濕化是一個緩慢的過程，一些基層政府沒有應(yīng)對氣候變化的意識，覺得離自己很遙遠，這就像溫水煮青蛙，等到真正產(chǎn)生嚴重影響了，再去采取行動就來不及了。

冰川繼續(xù)消退，西北生態(tài)、農(nóng)業(yè)會面臨挑戰(zhàn)

中國新聞周刊：21世紀以來，西北地區(qū)的極端天氣事件，比如說南疆暴雨、沙漠洪水、極端干旱的發(fā)生頻率、強度都在顯著增加。我們該如何應(yīng)對？

丁一匯：對西北而言，由于長期的氣候條件下屬于干旱和半干旱區(qū)，降水少，自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)一般適應(yīng)這種干旱區(qū)的氣候條件。如果一旦發(fā)生強暴雨或持續(xù)性強降水，反而由于當?shù)刈匀粭l件不適應(yīng)，進而導(dǎo)致洪澇災(zāi)害的發(fā)生或土地翻漿。我們曾做過研究，近些年，西北地區(qū)極端暴雨事件較多的三個地方為伊犁地區(qū)、北疆中西部及甘肅東部。伊犁地形較為特殊，屬河谷地帶，位于南北天山之間，組成了一個向西開口的喇叭形狀，只要潮濕西風吹過，從上游帶來水汽，伊犁地區(qū)通過水汽直接倒灌就會出現(xiàn)降雨甚至暴雨。近些年，伊犁地區(qū)的暴雨頻次明顯增加。

實際上，早在21世紀初，施雅風院士最先注意到西北“暖濕化”信號時，他就和我說過，暖濕化有利有弊，最令人擔憂的就是洪水。西北很多居住區(qū)都在河流邊上，但當?shù)貙樗姆烙芰h遠小于東部地區(qū)，很多基礎(chǔ)設(shè)施也不是為抗洪設(shè)計的，本地人對洪水的防災(zāi)減災(zāi)意識也很弱。

這幾年，西北的防汛壓力明顯增大。山區(qū)洪水很重要的一個來源就是積雪的融化，在很多流域的汛期，“暴雨+融雪型”洪水愈發(fā)常見，因此要對前一年冬天的降雪及時監(jiān)測和預(yù)報。這涉及降雨的長期預(yù)報，是一個較難的科學問題。

張強：西北地區(qū)的極端天氣，比如暴雨、干旱、沙塵暴等，這幾年在持續(xù)時間、發(fā)生期上都有一些異常反應(yīng)，比如今年七八月份發(fā)生沙塵暴就比較罕見。因此，必須提高對極端天氣的監(jiān)測、預(yù)報和預(yù)警能力，氣象部門要努力做到“監(jiān)測精密、預(yù)報精準、服務(wù)精細”，而且，對極端氣象災(zāi)害的預(yù)防與防范不只與氣象部門相關(guān)，需要多部門、全社會聯(lián)動起來，形成合力。

中國新聞周刊：根據(jù)預(yù)估，西北暖濕化趨勢可能會持續(xù)多久？

丁一匯：我們團隊做了多次多氣候模式分析與預(yù)估，結(jié)果顯示，大多數(shù)國內(nèi)外模式表明西北暖濕化會一直持續(xù)到2050～2060年。而且，降水增加趨勢會往南移，和青藏高原的降水區(qū)連在一起，未來，青藏高原降水也會不斷增加。

張強：根據(jù)團隊在不同排放場景下的預(yù)估，2021～2050年，西北地區(qū)一直呈變濕趨勢， 但相對于過去30年，變濕趨勢明顯放緩。相較降水，增溫改變的幅度可能更大，預(yù)估顯示，到21世紀末，西北整體從中溫帶過渡到暖溫帶并非沒有可能。對西北而言，溫度增加是弊大于利，如果溫度帶真的改變，冰川、積雪、凍土會進一步融化。

現(xiàn)在西北地區(qū)的水資源中，冰川和積雪是一種非常重要的穩(wěn)定器，它們能夠調(diào)節(jié)徑流，農(nóng)業(yè)在春季用水時，如果還沒有降水，冰川融水可以為農(nóng)田提供灌溉。因此，受變暖影響，如果冰川繼續(xù)消退，西北地區(qū)的生態(tài)、農(nóng)業(yè)會變得非常脆弱。今年，西北很多水庫缺水，就和這種脆弱性有關(guān)，因為冰川最近幾年一直在減少，穩(wěn)定器的作用減弱了，相當于家庭的銀行存款沒了，一旦失業(yè)就沒有錢了。

基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計、建設(shè)標準要調(diào)整

中國新聞周刊：如何辯證看待西北暖濕化的利與弊，科學應(yīng)對氣候變化帶來的機遇和挑戰(zhàn)？

丁一匯：西北暖濕化帶來的影響利弊并存。對農(nóng)業(yè)和牧業(yè)而言，西北暖濕化有有利的一面。降水增多，會使得草長得更高、更加繁茂，這在新疆的伊犁地區(qū)體現(xiàn)得較為明顯。伊犁地區(qū)、北疆西部地區(qū)、隴東地區(qū)的農(nóng)業(yè)區(qū)有條件得以擴大，水資源的問題也得到緩解。值得指出，整個西北地區(qū)，21世紀以來，降水增加最顯著的是隴東地區(qū)，以前甘肅東部基本上是干旱區(qū)。除此之外，青海的降水也大幅度增加。2005年以來，青海湖水位連續(xù)18年回升。2022年，青海湖水位達到3196.57米，明顯超過20世紀60年代初期水位，青海地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)能夠并正在得以改善。

同時，要注意到，西北地區(qū)對于降水的承載力是有限的。如果降水過多，可能會有反效果，比如說造成路基翻漿，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)系統(tǒng)生長等會受到明顯影響，尤其是一些農(nóng)作物的生長和畜牧業(yè)會受到明顯影響。局部地區(qū)會出現(xiàn)泛濫的洪水，特別是青海湖地區(qū)。比如，去年8月，青海省西寧市大通縣就遭遇短時強降雨，引發(fā)了山洪，造成至少20多人遇難。有研究稱，受暖濕化影響，隴東地區(qū)氣象災(zāi)害發(fā)生的頻率和強度在明顯增加。另外，應(yīng)盡快研究與冰川相關(guān)的災(zāi)害以及應(yīng)對措施，面對冰川融水帶來的洪水，在一些關(guān)鍵的水庫區(qū)、河邊的居民區(qū)，要提前制定好應(yīng)對方案。

最后，要格外強調(diào)的一點是，現(xiàn)在西北各地注意到暖濕化的特征，希望借著這一趨勢謀發(fā)展，建工廠、吸納更多人口、建居民區(qū)，甚至能多分一些水資源。實際上，關(guān)于西北暖濕化的應(yīng)對，應(yīng)站在整個大西北氣候變化的層面，統(tǒng)籌規(guī)劃去考量對策，制定長期規(guī)劃。對策涉及的時間跨度不應(yīng)是10年、20年，而應(yīng)是50年～60年。

◎ 來源|中國新聞周刊