科学家关注气候变化对南美洲影响
时间:2017-12-07

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  当近200个国家的代表聚集在秘鲁首都利马讨论一个应对全球变暖的新国际公约时,很少有国家意识到他们正在开始气候之谜。在过去的几十年里,研究人员发现南美洲热带夏季风季节是一个较大的季风系统的一部分。雨季填满干涸的河流,为快速退化的高山冰川带来新的积雪。研究人员正在努力解开季风系统复杂的动力学难题,并试图预测气候变化将如何改变它。

  数百万人依靠这些水生生物。美国纽约州立大学气候学家Mathias Vuille说,我们需要知道这是一个非常敏感的系统。他和其他研究人员已经发现了季风模式正在发生变化的线索。目前,他们正在转向古湖泊沉积物,以重塑季风的过去行为,并利用模型来预测,如果各国拒绝减少温室气体排放,未来雨季和旱季将如何变化。

  Purdue Paneonographer Broxton Bird说,南美洲的季风不是典型的季风。传统上,学者将季风定义为风向的季节性逆转,可能导致雨季和旱季。这恰好发生在印度,杜克大学的地质学家保罗·贝克(Paul Baker)提到季风(英文单词)的第一个字母是大写字母。

  不过,贝克说,随着时间的推移,研究人员开始更多地讨论以小写字母m开头的季风。这个词的使用代表了降水强烈的季节变化,但不一定与风有关。在二十世纪九十年代后期,研究人员意识到,季风影响了南美洲的大片地区,从秘鲁西部延伸到阿根廷北部,并通过亚马逊河流域到巴西东海岸。每个地区的雨季都不是孤立的地区现象,而是气候网络的一部分。

  了解季风的驱动因素和每年变化的原因是非常困难的。一个障碍是缺乏历史数据。加州大学圣巴巴拉分校的气候模型科学家查尔斯·琼斯(Charles Jones)提到,研究人员在100多年前就从降雨量表研究了印度季风。亚马逊没有这样的东西。琼斯说。

  为了填补这一空白,一些研究人员对从湖底采集的沉积岩芯进行了调查,结果暗示了之前的气候线索。例如,贝克通过研究秘鲁和玻利维亚交界处提基辰湖沉积物中的微小水生植物(浮游植物)的遗体,重建了南美25000年的气候历史。由于降水会填补这个湖泊,因此在季风较弱的年份变得更浅,导致水生植物的繁荣。那么沉积物中浮游生物的存在就意味着季风减弱。

  这些沉积物揭示了这样的模式,即南北季风在北大西洋地表气温相对较低的千年中特别强大。但是,当北大西洋的气温高时,季风雨季将会减弱。 2001年,研究人员在“科学”杂志上发表了结果

  最近的研究证实了这种联系,科学家相信他们知道背后的机制。伯德解释说,当北大西洋冰冷的时候,大气热带辐合带(ITCZ)向南移动,这将导致更大的夏季风降水,ITCZ是由厚重的云层和沉积物组成的赤道带,其变化位置是大气环流调整的响应之一,北半球和南半球的冬季和夏季交替出现了明显的季节性位移,但是随着北大西洋的加温,北大西洋涛动及其漂移向北漂移,导致该地区在季风区出现干旱,伯德指出,亚马逊地区最近两次破纪录的旱灾分别发生在2005年和2010年,与北大西洋变暖有关。

  另外,古气候研究也揭示出南美季风在过去的一个世纪里已经减弱。我们现在所知道的季风并不一定是过去1000年的典型。现在可能处于较弱的一端。维尔说。

  目前还不清楚未来全球变暖将对南美季风产生什么影响。当研究人员使用计算机模型来创建一个现在具有两倍于大气二氧化碳和温度的世界时,他们得出了不同的结果。一半的模型显示,季风区域变得更加潮湿,而另一半表明会变得更加干燥。一半模型的结论是正确的,但问题是我们不知道哪一半。贝克说。

  不过,这些模式也倾向于暗示冬季的旱季会更长。巴西国家空间研究所高级研究员何塞·马伦戈(Jos Marengo)表示,现在可能正在发生这样的情况:目前的旱季比过去几十年延长了三个星期到一个月,降雨开始于十一月而非十月。如此长时间的干旱可能会给农民和水电大坝带来问题。 (Marengo指出,巴西80%的电力来自大坝。)2014年在“美国科学院学报”上发表的一份气候研究小组的一篇论文提到,如果这种趋势继续下去,到21世纪末, 2005年的历史性旱灾将成为亚马逊南部的一种新形式。

  法国国家气象研究中心气候模型科学家赫维·杜维尔(Herve Douville)说,一些模型也表明,雨季会更短,更强烈。由于极端降水可能导致山洪暴发和山体滑坡,特别值得关注的是,山区季风带人口密集的城市面临威胁。

  参加利马气候咨询的代表希望能够减轻这种气候威胁。利马议会致力于制定减排行动的重要行动路线,努力在2015年巴黎气候大会上达成新的协议,以取代“京都议定书”,并在2020年之前开始实施。尽管南美季风不是利马会议的主要议题,会议结果将影响其未来。 (张章)

  中国科学通报(2014-12-10第3版国际)

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  科学报告(英文)