新研究显示澳大利亚突发干旱的影响
2015 年冬季末,维州西北部 Wimmera 的土地有点干燥,但对农民来说条件还不错。作物季节进展顺利。
9 月初看起来很有希望。天气很凉爽,下着不错的雨。一位 Wimmera 小扁豆种植者说:“只要天气不太热,我们实际上应该没问题。”
几周后,夏天的天气提前到来了。十月初,土壤被烤干。扁豆和其他豆类作物遭到破坏。
这种比正常干燥的条件在数周内转变为严重或极端干旱的事件被称为“突发干旱”。虽然对山洪暴发还不是很了解,但我们的研究研究了它们在澳大利亚是如何发生的——这可能有助于我们提前预警山洪暴发。
不同类型的干旱
科学家们通常将干旱称为缺乏或缺乏可用水分以满足各种需求,例如农业或水资源。我们经常根据缺水的地方或其影响对不同类型的干旱进行分类:
气象干旱是指缺乏降雨或其他降水
农业干旱是土壤水分不足并蒸发或蒸发到空气中
水文干旱是径流和水坝等地表蓄水的缺水
社会经济干旱是指缺水影响经济产品和服务的供应和需求。
不同类型的干旱可能同时发生,或者干旱可能从一种类型演变为另一种类型。干旱可持续数月至数十年,覆盖范围从局部地区到非洲的大部分地区。
最近,干旱谱中增加了一个新的干旱特征:“快速”干旱。
是什么导致了闪电干旱?
突发干旱是突然开始然后迅速变得更加严重的干旱。干旱仅在降雨不足时发生,但由于高温、低湿度、强风和晴朗的天空等其他因素,突发干旱会在数周到数月的时间范围内迅速加剧。
这些条件使空气“口渴”,气象学家称之为“蒸发需求增加”。这意味着更多的水从地表蒸发并从植物中蒸发,土壤中的水分迅速耗尽。
在这些条件下,只要地表有水分,蒸发和蒸腾作用就会增加。当这种水分耗尽并且没有雨水来补充时,水分的缺乏会限制蒸发和蒸腾作用——随着干旱的出现,植被变得紧张。
为什么我们以前没有听说过闪电干旱?
突发干旱一直存在,并于 2002 年首次被描述。然而,过去十年中一些特别具有破坏性的突发干旱引起了研究人员的兴趣激增。
中西部发生了一场这样的干旱。2012 年 5 月, 30% 的地区正经历异常干燥的天气。到 8 月,这一比例已经扩大到 60% 以上。尽管此前曾出现过其他快速发展的干旱,但这一事件的广泛影响引起了公众和政府的关注。
突发干旱也日益成为和澳大利亚关注的焦点。澳大利亚为数不多的关于突发干旱的研究之一检查了该国东部的条件突然从 2017 年 12 月的潮湿变为 2018 年 1 月的干燥的事件。
墨累-达令盆地北部农民的轶事报告表明,牲畜被从财产中移走,绵羊数量处于历史最低水平。到 2018 年 6 月,有报道称树木死亡,形成沙漠般的景观,几乎没有草覆盖。
维梅拉发生了什么?
我们最近对澳大利亚突发干旱的研究使用了几种不同的测量方法来捕捉与干旱相关的一系列条件。
降水描述了从大气到地表的水分供应
蒸发需求是大气对地表水分的需求
蒸发压力是相对于大气需求的地表水分供应
土壤水分是地表的湿润度或干燥度。
我们用来确定大气需求的指数表明,高温、低湿、强风和晴朗的天气驱动了发展速度和突发干旱的强度。所有这些都增加了对地表水分的需求。
在经历了比往年更干燥的冬季之后,澳大利亚东南部在 2015 年 9 月开始凉爽潮湿,本月的第一周有一些降雨。湿度和地表气压大致平均,地表日照低于平均水平,蒸发需求正常。
9月中旬开始进入暖期,10月初转为强烈热浪,部分地区持续数日超过35℃。在此期间,上方的空气变得非常干燥。持续的高压系统带来了晴朗的天空和更多的阳光。
到 10 月底,Wimmera 处于严重或极端干旱条件下,豆类和粮食作物遭受破坏。分析师估计小麦产量下降了 23%,潜在产量损失了 5 亿澳元。
澳大利亚的突发干旱
澳大利亚一年四季都会发生突发干旱。在 Wimmera,夏季和秋季最常发生突发干旱。它们可以像开始一样迅速结束,但在某些情况下可能会持续数月。
在某些情况下,Wimmera 的突发干旱始于夏季或秋季,该地区在接下来的冬季一直处于干旱状态,有时甚至进入春季。通过这种方式,突发干旱可以成为澳大利亚东南部典型的持续 6-12 个月的常见干旱的催化剂。
但也有一些潜在的好消息。我们早就知道,澳大利亚的季节性干旱与厄尔尼诺-南方涛动 (ENSO)密切相关,这使我们有能力预测它们。
ENSO 强烈影响降雨量,这意味着它也可能与冬季和春季的突发干旱有关。
此外,提前数周到一个月预测气候条件的次季节预报近年来已大大改进。在这些时间尺度考虑闪光的干旱发生,我们可以乐观地认为,预测闪干旱是可能的。