100年来，工业发展对全球干旱做了什么贡献？

　　受到厄尔尼诺现象的影响，菲律宾、泰国先后传来发生旱灾的消息。5月，中国的云南、四川和黄淮等地旱灾也较为严重。目前云南受旱面积有1,600多万亩，210万人饮水困难。这种严重的旱灾，其实和人类排放的温室气体、细颗粒污染物有着密切联系。
　　云南气象综合干旱监测对比图（左：6月4日，右： 6月9日）
　　人类排放对干旱具有重大影响
　　NASA GISS（美国航空航天局戈达德空间研究所）首次将人类活动和世界各地的干旱联系起来，从树木年轮、历史降水、温度测量以及现代卫星监测土壤水分多个角度，研究人员发现数据＂指纹＂显示早在20世纪初期温室气体排放就开始影响干旱风险。该研究团队表示，这一研究首次提供了人类排放和近全球尺度干旱之间联系的历史证据，为预测这种联系的前瞻性模型提供了可靠性。根据这项新研究，＂指纹＂在未来几十年可能会变得更明显，会导致严重后果。
　　寻找人类＂指纹＂
　　该研究的主要干旱指标是PDSI（帕默尔干旱指数）。 PDSI使用降水、气温和径流等数据对夏季土壤水分进行平均分析。虽然现在NASA从太空中测量土壤水分，但这些测量结果可追溯到1980年。PDSI为研究人员提供了长期的平均土壤湿度，这使得它在研究过去的气候变化时特别有用。
　　PDSI（帕默尔干旱指数）
　　帕默尔干旱指数通常指帕默尔干旱强度指数，简称PDSI，是一种在气象、气候、农业、水文水资源等领域广泛应用的干旱指数，由美国气象学家Wayne Palmer（韦恩·帕默尔）于1965年提出。
　　该团队从树木年轮中计算出历史上发生干旱的地点和时间，制作成干旱地图。树木年轮的宽窄显示出其一生中所经历年份的干湿情况，这份古老的记录补充了书面记载和数据记录的不足。
　　主要研究人员 Kate Marvel是 GISS和哥伦比亚大学的资深科学家，他说：＂这些记录可以追溯到几个世纪以前，让 我们全面了解全球干旱状况，这些状况可以从历史层面去追溯，而且数据的质量非常高。＂
　　现代土壤水分测量和树木年轮过去的记录建立起一个数据库，研究团队将数据库与模型进行了比较，他们还根据与1850年类似的大气条件运行气候模型，对数据进行校准，因为当时工业革命尚未发生，一切都是温室气体和空气污染增加之前的样子。
　　＂我们感觉到很惊人，你可以看到这种人类‘指纹’， 在20世纪上半叶出现了 这种人类气候变化的信号。＂GISS和哥伦比亚大学拉蒙-多哈堤地球观测站的气候科学家Ben Cook透露。Cook与Marvel是这项研究的合伙带头人。
　　在1950年到1975年之间干旱情况发生了短暂的变化，因为大气变得更加凉爽和潮湿。该团队认为这是气溶胶或大气中的颗粒物造成的。在通过空气质量法规之前，工业生产排放出大量烟尘、黑碳、二氧化硫和其他颗粒物，研究人员认为这些颗粒物会阻挡阳光，并在此期间抵消温室气体的变暖效应。然而，气溶胶比温室气体更难建模，因此虽然它们可能是最大的幕后黑手，但需要进一步研究以确定明确的联系。
　　（a）为气溶胶影响下的干旱趋势，图（b）为无气溶胶影响下的干旱趋势。
　　1975年以后，随着污染的减少，全球干旱模式开始回归之前的＂指纹＂。虽然干旱＂指纹＂还没有完全和之前的情况相吻合，研究团队无法从数据上说明这一信号已经出现，但他们认为数据已经显示出这一趋势。
　　达成结论
　　Marvel表示，这项研究的创新之处在于能看到世界各地干旱的全局。个别地区每年都会有明显的自然变异，因此很难判断干燥趋势是否由人类活动造成。将许多地区联合起来，形成全球干旱地图意味着如果同时在几个地方发生干旱，则会发出更强烈的信号。
　　＂如果你看了这些‘指纹’，你可能就会想到，＂它应该变干的区域是否会变得干燥？还是会变得更潮湿呢？＂她说。＂这是气候侦查工作，就像犯罪现场的真实指纹，是独一无二的痕迹。＂
　　Cook说，以前国家和国际气候组织的评估没有直接将全球尺度干旱的趋势与人类活动联系起来，这主要是由于缺乏支持这种联系的数据。他建议，通过展示过去的人类干旱＂ 指纹 ＂，该研究提供了证据表明人类活动可能继续影响未来的全球干旱。＂我们的动机之一就是要问，随着我们对自然与人类引起的气候变化、气候模拟和史前气候的理解不断加深，我们的科学发展是否达到我们可以开始发现人类对干旱的影响的程度？＂Cook说，他的回答是肯定的。
　　根据模型预测，随着气温升高，干旱将变得更加频繁和严重，可能导致粮食和水资源短缺、影响人类健康、产生破坏性的山火，甚至会引起争夺资源的冲突。
　　＂气候变化不仅仅是未来的问题，＂Cook说。＂它已经影响了全球干旱、水文气候、发展趋势和变化，这些影响正在每时每刻发生。我们预计，只要人类持续排放温室气体和大气污染物，这些趋势将会继续下去。＂
　　引用
　　Kevin R Cromar, Laura A Gladson, Gary Ewart. Trends in Excess Morbidity and Mortality Associated with Air Pollution above ATS-Recommended Standards, 2008 to 2017. Annals of the American Thoracic Society, 2019; DOI: 10.1513/AnnalsATS.201812-914OC
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