研究发现,西部特大干旱是 1200 年来最严重的,因气候变化而加剧

肆虐美国西部超过 20 年的极端干旱现在是至少 1200 年来最干旱的 22 年时期,科学家们发现,人类对地球的加热正在加剧这种特大干旱。

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在他们的研究中,科学家们检查了北美西南部可追溯到 800 年的重大干旱,并确定该地区本世纪迄今为止的干旱程度已经超过了 1500 年代后期大干旱的严重程度,使其成为有记录以来最干旱的 22 年. 该研究的作者还得出结论,干旱条件可能会持续到今年,并且从过去来看,可能会持续数年。

研究人员发现,如果没有全球变暖,目前的干旱不会那么严重。他们估计,干旱严重程度的 42% 是由于温室气体在大气中积累导致的温度升高。

“结果确实令人担忧,因为它表明我们现在面临的干旱条件由于气候变化而变得更加严重,”加州大学洛杉矶分校的气候科学家和该研究的主要作者帕克威廉姆斯说。“但这也有很大的空间让干旱条件变得更糟。”

威廉姆斯和他的同事将当前的干旱与 800 到 1500 年代之间持续 23 年到 30 年的其他七次特大干旱进行了比较。

他们使用了在树木年轮中捕获的这些干旱的古代记录。

从数千棵树中提取的木芯使科学家们能够重建几个世纪前的土壤水分。他们使用了该地区约 1,600 个地点的树木数据,从蒙大拿州到加利福尼亚州再到墨西哥北部。

这项研究于周一发表在《自然气候变化》杂志上,增加了越来越多的研究,表明美国西部面临着重大挑战,因为化石燃料的燃烧继续将温度推高,加剧了干燥趋势。

威廉姆斯是一个团队的一员,该团队在 2020 年发表了一项类似的研究。当时,他们发现自 2000 年以来的干旱是继 1500 年代后期的大干旱之后的第二严重的干旱。由于过去两年大范围的高温和干燥,目前的干旱已经超过了这个极端标记。

一些科学家将西部的趋势描述为“干旱化”,并表示该地区必须为随着气温继续攀升而继续干旱做好准备。

威廉姆斯说,西部容易出现从旱季到雨季的极端变化,就像上下溜溜球一样,但这些变化现在随着气候变化“叠加在严重的干旱趋势上”。

“骰子已经被大量装载到干燥中,”他说。

研究人员说,自 2000 年以来,北美西南部的平均气温比过去 50 年的平均气温高 1.6 华氏度。气温升高加剧了干旱,增加了蒸发量,使土壤干燥,使溪流和河流中的水减少。

更高的温度使大气变得更加干燥,使土壤和植被变干,就像“当我们打开加热器时,我们的室内植物会变干,”威廉姆斯说。

科学家们指出,科罗拉多河在 2020 年和 2021 年水年的流量减少到一个多世纪以来的最低两年平均水平。

这条河为从怀俄明州到加利福尼亚州和墨西哥北部的七个州供水。但它长期被过度使用,干旱加剧了这些问题。在过去的一年里,它的两个最大的水库米德湖和鲍威尔湖下降到了有记录以来的最低水位。

“我们需要了解西方的水资源预算正在我们脚下迅速变化,”威廉姆斯说。“我们需要为更干燥的未来做好准备,不要过分依赖希望,当它再次变湿时,我们可以恢复正常的水资源管理。”

炎热干燥的年份对整个加利福尼亚和西部的供水和景观造成了重大损失。加利福尼亚的水库在过去两年中下降了。在犹他州,大盐湖已降至历史最低水平。极端高温导致了爆炸性的野火。在莫哈韦沙漠,科学家们将鸟类数量的大幅下降归因于气候变化带来的更热、更干燥的条件。

威廉姆斯说,即使没有气候变化,过去 20 年自然会成为该地区的“厄运期”。但如果没有气候变化的影响,他说,“这场干旱甚至不会接近最严重的特大干旱。”

一些长期干旱包括 1213 年至 1237 年和 1271 年至 1300 年的干旱。在那个世纪,在四角地区的村庄生活和耕种的土著人被认为因干旱而离开了悬崖边的家园。

科学家们研究了数百名其他研究人员几十年来收集的数据,他们通过钻入花旗松、松树、黄松和蓝橡树等长寿树来提取木芯。

他们发现,目前的干旱包括两年——2002 年和 2021 年——是过去 1200 年来最干旱的一年。威廉姆斯说,随着过去一年的干旱激增,这 22 年的平均干旱程度已经超过了大多数持续时间较长的特大干旱。

1500 年代后期的干旱在 23 年后突然结束,当时潮湿的天气席卷了整个地区。但目前的干旱没有减弱的迹象。

根据美国干旱监测网站的数据,美国西部 96% 的地区现在异常干旱或更严重,该地区 88% 的地区处于干旱状态。

科学家们预计,干旱很可能至少会持续到今年。他们考虑了一个假设的未来情景,该情景基于过去 1200 年中所有 40 年期间的土壤水分,然后叠加了近年来发生的相同数量的气候变化驱动的干燥。他们发现,在 94% 的模拟中,干旱至少持续了 23 年。在 75% 的模拟中,干旱持续了 30 年。

“当它处于非常枯竭的状态时,需要很长时间才能将桶装满,”威廉姆斯说。“在接下来的几年里结束这场干旱需要非凡的运气。在我们拥有的过去 1200 年的数据中,这种运气的例子只有几个。”

威廉姆斯与哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的研究人员本杰明·库克和杰森·斯默登共同撰写了这项研究。他们使用 29 个气候模型来估计气候变化带来的高温的影响。

威廉姆斯说,当他们分析没有气候变化的情况下干旱将如何演变时,他们发现该地区将在 2005 年和 2006 年的潮湿年份摆脱干旱,然后在 2007 年再次出现干旱。

科学家们在评估长期趋势时使用了 10 年的运行平均值,因此一个潮湿的年份,例如 2019 年,不足以结束大部分干旱年份的运行。

研究集中在整个地区,但因地区而异。虽然从亚利桑那州到落基山脉的地区干旱最为严重,但研究表明,加州大部分地区经历了最干旱的 22 年时期之一,尽管不是绝对最干旱的时期。

威廉姆斯说,这项研究应该作为一个警告,即干燥在未来几年和几十年内可能会变得更糟。

“上个千年发生的特大干旱是在没有气候变化的情况下发生的,”威廉姆斯说。当此类特大干旱再次发生时,它们将“发生在一个由于人为气候变化而导致大气也人为变暖的世界,这绝对是灾难性的”。

国家大气研究中心的气候科学家伊斯拉·辛普森(Isla Simpson)没有参与这项研究,她说她认为这些方法是可靠的,并且这些发现对以前的科学做出了重要贡献。

辛普森说:“考虑到过去两年的严重程度,这次更新真的很有用。”

她说,目前的干旱部分是由于降水量少,但实际上高温的影响加剧了干旱,这是“非常明显的气候变化信号”。

“就温度而言,我们已经摆脱了 20 世纪的气候,这将对蒸发和土壤水分产生影响,”辛普森说。她补充说,仍然会有从干到湿的自然波动,“但我们现在正在经历这种由于人为气候变化而导致的长期干旱化的变化,这将使事件更加严重。”

威廉姆斯说,这项研究指出了科罗拉多河等水源长期过度使用的实际问题,科罗拉多河在过去一个世纪推动了从洛杉矶到凤凰城的城市的发展。他说,地下水普遍枯竭是过度抽取该地区关键水资源储备的另一个症状。

他说,西方的许多人可能不会觉得他们正在经历一场特大干旱,因为“我们现在的系统中有所有这些缓冲,比如地下水和大型水库。”

“但我们现在使用这些支持的速度如此之快,以至于我们面临着这些支持在 10 年或 20 年内不存在的风险,”他说,“当这个事件还没有结束,或者当下一次特大干旱已经开始。”

这个故事最初出现在洛杉矶时报。

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