气候变率如何影响加利福尼亚?

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  • 一项新研究显示,未来可能出现破坏性更大的洪水和野火。

  • 两位学者表示,降雨增加也可能促进植物生长,为火灾提供更多燃料。

加利福尼亚的干旱事件并未变得更干,但自上世纪中叶以来,极端湿润天气事件的强度稳步增加。

这些极端湿润事件的增加可能导致更危险的洪水,也会助长野火。

“2015年后的大多数研究都非常关注这种气候变率以及未来这种情况将如何恶化,”亚利桑那大学水文与大气科学系研究生、论文第一作者戴安娜·萨莫拉-雷耶斯说。该论文发表于《国际气候学杂志》。

“但这篇论文的主要结论是,这种情况正在发生,而且过去约50年来,变率一直在增加。”

加利福尼亚的火灾与洪水

研究团队收集了加利福尼亚全州过去80年的季节性降水和河川径流数据;当时才开始有足够的数据可供使用。河川径流是降水形成的地表径流。

降水与河川径流之间通常会有时间差,因为积雪融化以及水流经地表都需要时间。萨莫拉-雷耶斯和团队重点研究秋季和冬季的数据,因为加利福尼亚的大部分降水都发生在这两个季节。

“开始这项研究时,我以为湿润事件会变得更湿,干旱事件会变得更干,这就是变率上升的原因,”萨莫拉-雷耶斯说。“我以为两者都会如此,但事实并非如此。我的假设依据是此前的研究;那些研究发现,极端降水事件会增加,而且发生的时间窗口会缩短。”

“加利福尼亚确实发生干旱,我们的研究只是表明,干旱并非由降水减少所致,”共同作者、树轮研究实验室树木年代学教授瓦莱丽·特鲁埃说。“我们关注的是降水和河川径流,但它们并非导致干旱的唯一因素。温度也发挥着重要作用;随着全球变暖,干旱正在加剧。”

团队还包括树轮研究实验室副教授布莱恩·布莱克。团队比较了北加利福尼亚和南加利福尼亚的研究结果。这些比较很重要,因为该州大部分人口居住在南加利福尼亚,而大部分水资源位于北加利福尼亚。两个地区都依赖供水,但依赖方式各不相同。

“随着变率增加、气候变暖,还必须考虑到,很多降水将开始以雨而非雪的形式落下,”萨莫拉-雷耶斯说。

这可能意味着更猛烈、破坏性更大的洪水,但也可能导致植物生长激增。如果之后出现干旱年份,就可能为野火提供更多燃料。积雪减少也意味着融雪量减少,而融雪通常会以破坏性较小的速度释放融水。

“这些规律将持续造成数十亿美元的损失,我们需要加以考虑,尤其是在基础设施规划方面,”萨莫拉-雷耶斯说。

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树轮与降水

研究人员还发现,秋季加利福尼亚北部的降水变率正在下降。

“那里拥有大部分水资源,也有很多森林地区,”萨莫拉-雷耶斯说。“我们还发现,秋季出现的极端湿润事件减少了,降水大多转而集中在冬季。我们在加利福尼亚全州都看到了这一规律。如果看全州数据,降水和河川径流都呈现相同趋势。”

这篇论文的独特之处在于,它揭示了河川径流和降水的变率都在上升,两者之间存在关联。“它们是完全独立的记录,却显示出同样的情况,”萨莫拉-雷耶斯说。

“降水要经历复杂的过程,最终才会形成河川径流,”特鲁埃说。“河川径流的变化过程慢得多,因此我们没想到也能看到河川径流变率呈现如此明显的趋势,但确实看到了。”

萨莫拉-雷耶斯对团队的研究结果感到惊讶。

“我原以为变率最多只会在过去20年里有所增加,”她说,“但我们看到,变率持续增加的时间要长得多。人们也注意到了。我曾和陌生人聊起我的研究,他们说也注意到了我所说的现象。看到我的研究实时呈现出来,既有意思,也令人眼界大开。”

研究人员只查看了数十年前安装的传感器和仪器所收集的数据,但未来萨莫拉-雷耶斯和特鲁埃希望利用树轮研究数百年来降水和河川径流变率的变化。

萨莫拉-雷耶斯说,这将帮助他们回答诸如以下问题:“这种变率有多罕见?过去是否有与我们目前所经历情况相当的时期?”

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