氣候變暖，美國西南地區面臨干旱

幾百年前，北美西南部發生了嚴重的干旱，由于氣候變化，美國可能會重回干旱時代。幾百年前，在美國西南部的干旱氣候中，查科文化蓬勃發展。今天，查科人是西南美洲原住民部落祖先的后代，他們建造了令人印象深刻的多層石頭建筑，其中有一個影響廣泛的貿易系統，主要出售綠松石和彩色的金剛鸚鵡。但是，令人絕望的缺水， 一場曠日持久而影響范圍極廣的大旱，導致了查科文明在一代人中似乎消失了。

最近，發表在美國《科學進步》雜志上的一項全新研究中，科學家們了解了中世紀時期普遍存在的巨型干旱的原因。隨著氣候變化，他們預測未來會有更多的大型干旱。“這研究有什么新東西？他們并不只是把以前那些零星的研究放在一起，這項新研究是以前沒有做過的。”亞利桑那大學氣候科學家康妮·伍德豪斯說，他沒有參與這項研究。

科學家所說的中世紀時期，是指8世紀至16世紀，其中，美國西南部發生了數起長達十年之久，或者更長的干旱。研究人員將以前存在的關于巨型干旱的理論聯系在一起，以發現三個主要驅動因素。主要作者，哥倫比亞大學氣候科學家南森·斯泰格表示，這項研究“在科學上是令人興奮的，但關于未來變暖的結果并不好”。

海洋與干旱的關系

研究小組編制了一個數據集，將氣候模型與觀測數據相結合，例如冰核、湖泊沉積物和樹木年輪記錄等。檢查每個樹木年輪到中心的寬度，可以得出關于何時發生了干旱，以及干旱持續多長時間的線索。

他們的分析指出了導致美國西南部地區大旱的三個主要因素：太平洋的冷卻水水溫的降低、大西洋的水溫變暖以及“輻射強迫”。研究人員所稱的“輻射強迫”，被定義為日照的差異，即太陽光照射到地球上的能量減去輻射回太空的能量。斯泰格說，這項研究的一個最新穎的部分是“表明輻射強迫對于大旱起到很重要的作用”。

就像測量地球系統中太陽能總量一樣，輻射強迫可以是正的，也可以是負的。當大氣捕獲更多能量時，會發生正輻射強迫。斯泰格說，為了增加能量，可以提高太陽的能量輸出。或者可以讓像二氧化碳這樣的分子有效地捕獲更多的太陽能，這正是當前的氣候變化所正在發生的情景。冷卻地球會產生負輻射強迫，當火山將氣體和細顆粒噴射到大氣中時，能夠阻擋太陽光并降低地球的整體溫度，從而產生負輻射強迫。

康奈爾大學氣候科學家托比·奧爾特沒有參與這項新研究，他強調輻射強迫不僅與熱量和溫度升高有關，還與其他因素有關。例如，隨著大氣中太陽能的增加，水的蒸發速率會增大，大氣從土壤中吸出的水分增多，氣候會變得更加干旱。

研究人員發現，在美國西南部地區，輻射強迫升溫的時期導致了中世紀時期的一系列的大旱。大西洋北部的變暖也是一個主要因素。

但斯泰格稱，所研究的那場長達十年的干旱，最大驅動因素是拉尼娜現象，這是一種包括太平洋水溫降低在內的環境現象。拉尼娜事件發生在多年的周期中，與人們更為熟悉的厄爾尼諾事件交替發生，厄爾尼諾事件使海水變暖，并可能在對熱帶地區的珊瑚礁系統造成破壞。斯泰格說，“拉尼娜現象的重要性”是大西洋變暖和輻射強迫因素的兩倍。

異常寒冷和頻繁的拉尼娜現象在風暴系統移動的地方相互轉換，在局部地區引發干旱或非常潮濕的環境。斯泰格解釋了北美的拉尼娜現象一般將風暴推向北方，這意味著西南地區降雨量減少。

到目前為止，還沒有全面的理論能夠說明為什么在16世紀之前發生大量的巨型干旱。16世紀以后的時期，地球發生一系列強烈的火山噴發，將熔巖、氣體和小顆粒噴射到大氣中。所有這些都會使氣候變冷，最大限度地降低了巨型干旱發生的風險，直到地球經歷了快速變暖的人類工業時代。

更溫暖、更干燥的未來

燃燒化石燃料會產生二氧化碳等溫室氣體，溫室氣體排放量的增加，會使大氣從太陽光中捕獲更多的能量，從而增加輻射強迫。邁阿密大學的古氣候學家麗斯·馬非·高斯說：“輻射強迫往往會增加干旱持續的時間，或者增加這些巨型干旱發生的概率。”古氣候學家預測，人類將在氣候變化方面經歷更多的大規模的干旱，這項新研究提供了支持這一觀點的第一個證據。

大西洋中的一些變暖的水域與增加的輻射強迫相混合，使環境更加干燥。高斯說，增多的拉尼娜現象，創造了一個“完美的因素，使其變得更加干燥，更有可能發生大規模的巨型干旱”。不幸的是，提前預測拉尼娜和巨型干旱幾乎是不可能的。

斯泰格說，在過去的幾十年里，拉尼娜事件的數量有所增加，這是推動美國加利福尼亞地區持續干旱的關鍵因素之一。

“什么時候會出現大規模干旱？我認為沒有人能說清楚。”斯泰格說。

“在溫度較高的情況下，我們肯定會看到更多的大旱。但我們無法確切地預測它們將會有多少或多大。”新墨西哥大學的古氣候學家彼得·福塞特說，他沒有參與這項研究。

我們所知道的是氣候變暖使美國西南地區未來面臨嚴重的干旱，就像很久以前，強迫美洲原住民放棄家園一樣的強大干旱正在發生。