气候危机正在扰乱地球的水循环

上个月，持续的干旱迫使南加州官员限制今年夏天，有史以来第一次有600万人每周只在户外使用一天水。在世界的另一端，南非遭遇了60年来最大的降雨最致命的风暴记录在案。

根据今年早些时候发表在《自然》杂志上的一项研究，这些是我们预计在未来会看到更多的极端对比。

“这项研究最大的标题是，水循环，即全球范围内的降雨和蒸发，正在以我们之前认为的两倍的速度变强，”该研究的主要作者、新南威尔士大学(UNSW)科学学院的数学家和博士后研究助理Taimoor Sohail博士在接受采访时告诉Treehugger。“当水循环变得更强或加剧时，这意味着世界上潮湿地区变得更潮湿的速度是我们之前预期的两倍，而干燥地区变得更干燥的速度是我们之前预期的两倍。”

咸的科学

包括政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估第一工作组关于自然科学基础的报告在内的几项科学研究发现，气候危机正在加速水循环。发生这种情况的部分原因是热带地区较高的表面温度导致了更多的蒸发。

Sohail说:“然后你会在热量的整体运输中得到云的反馈，整个大气环流将会加强，这将把水输送到两极。”

然而，新南威尔士大学的一份新闻稿解释说，科学家们很难确定水循环到底发生了多少变化，因为全球约80%的降雨和蒸发发生在海洋上。解决这个问题的一个方法是观察海洋中不同位置的含盐量。

该研究的合著者、新南威尔士大学数学与统计学院的副教授简·兹卡在新闻稿中解释说:“在较温暖的地区，蒸发会将淡水从海洋中带走，留下盐分，使海洋变得更咸。”“水循环将淡水带到较冷的地区，在那里以降雨的形式落下，稀释了海洋，降低了盐度。”

研究人员查看了三个数据集，以确定1970年至2014年海洋不同部分的盐度。

“以前也有人这样做过，”Sohail告诉“树木拥抱者”。“但我们提出了一些方法上的技巧，基本上可以让你更清楚地追踪盐度是如何变化的。”

这些新方法使研究人员能够更好地将海洋盐度的变化与大气中的降雨和蒸发模式相匹配。利用这些数据，他们发现在研究期间，从热带流向两极的淡水比之前认为的多了46,000到77,000立方公里(约11036到18473立方英里)。这是向极地移动的水量比气候模型预测的多两到四倍。

《自然》杂志的研究并不是最近唯一一项利用盐度来确定水循环正在加速的研究。今年4月发表在《科学报告》(Scientific Reports)上的另一项研究观察了海洋盐度的卫星测量数据，发现海洋中含盐的部分越来越咸，较新鲜的部分越来越新鲜，这也揭示了一个加速的水循环。

相反的极端

水循环加速的事实带来了严重的后果。

“我们都依赖水循环，从水龙头里得到新鲜的饮用水，船只航行;我们需要河流、湖泊和其他水库来生存，”Sohail说。“所以这一发现基本上表明，淡水的获取将变得更加不平衡。”

具体来说，Sohail预测了三个主要后果:

1. 潮湿地区平均降雨量增加。
2. 干旱地区平均降雨量减少。
3. 极端降水事件数量的增加。

降水的这种变化也有地理上的流动，因此热带和亚热带的干燥地区将变得更加干燥，而像英格兰北部这样寒冷潮湿的地区将变得更加潮湿。

“基本上，大部分的水都被输送到两极，”Sohail说，两极也将看到更多的降水，通常以雪的形式落下。

然而,作者《科学报告》水循环研究的一项研究认为，水循环加速导致空气中水分增加，这可能是导致极地部分地区降水增加的原因之一，而极地地区的冰雪融化加剧了全球变暖的影响。

总的来说，Sohail表示，政策制定者需要意识到水循环的变化及其将产生的影响。

他说:“重要的是尝试并计划并减轻这些影响。”

重塑模型

《自然》杂志的这项研究也对气候科学界产生了重要影响。这是因为研究小组将他们的观测结果与当前一代气候模型的预测进行了比较，这些模型被称为气候模型相互比较项目第6阶段(CMIP6)。例如，IPCC使用这些模型进行预测。研究人员运行了20个来自CMIP6的不同模型，发现它们都“严重低估”了研究中发现的水循环的加剧。

Sohail希望未来的科学家能够在他的团队工作的基础上确定:

1. 如果模型可以改进，以更好地反映水循环的变化。
2. 如果进一步的观察和建模工作证实了这项研究的发现。

他强调，这些模型低估了水循环的变化，但这并不意味着它们在总体上是错误的，尤其是在全球气温上升方面。

他说:“这项研究并不意味着所有的气候模型都是错误的，也不意味着迄今为止所有的气候研究都是错误的。”“气候科学在很大程度上是一个反复和建立共识的过程，而这只是其中的一步。”

就Sohail而言，他计划继续研究研究中使用的方法，打算将其从一维框架更新到二维框架，从而更多地反映海洋的可变性。通过这样做，他希望更准确地了解海平面是如何变化的。

“我们真的很关心纽约市、悉尼和世界其他地方的海平面变化有多大，”他补充说，“我现在的目标是看看海平面是如何在区域内变化的，并使用这种更新版本的方法来做到这一点。”