研究：全球地下水加速减少 干旱地区更严重

研究：全球地下水加速减少 干旱地区更严重 一项新的国际研究发现，全球地下水正在加速减少，其中干旱地区出于农业用水等原因，地下蓄水层水位下降更明显。 新华社星期四（1月25日）报道，美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校等机构的研究人员，对40多年来多个国家的约17万个监测井，以及约1700个蓄水层系统的地下水水位监测数据进行最大规模的汇编、分析和评估。这些国家的地下水抽取量约占全球的75%。 研究人员发现，近几十年来，人类在全球范围内大规模扩大地下水抽取；自1980年以来，全球几乎所有地区的大多数地下蓄水层水位都出现急剧下降。 进入21世纪，地下水加速减少，尤其体现在干旱地区。研究者指出，干旱地区地下水位加速下降的原因之一在于抽取过多地下水来灌溉农作物。 研究人员还说，全球人口增长导致粮食需求增加，以及气候变化等因素，也加剧地下水危机。近几十年来，一些地区变得更加干燥和炎热，这意味着农作物需要更大的灌溉力度、地下水资源消耗更多或恢复速度更慢。 此外，一些地区出现强降雨，但大量的降雨会从地表流走而不渗入地下，这种情况在土壤封闭程度高的地方尤为严重，譬如大城市。 不过，地下水减少的趋势并非不可逆。在实施相关地下水保护政策、通过地表调水缓解地下水需求等情况下，存在一些地下水水位下降速度放缓或逆转的成功案例。这说明枯竭的蓄水层仍然具有恢复潜力，全球保护地下水资源还有许多工作要做。 2024年1月25日 7:00 PM

气象模型预测澳大利亚将面临史无前例、长达 20 年的特大洪灾

气象模型预测澳大利亚将面临史无前例、长达 20 年的特大洪灾 澳大利亚干旱令人担忧的未来科学家们认为，这些发现描绘了一幅令人担忧的图景，即澳大利亚未来的干旱将比近期经历的任何干旱都要严重得多。特大干旱异常严重，持续时间长，范围广。它们可以持续几十年甚至上百年。美国西南部地区的特大干旱就是一个例子，它始于 2000 年，已经持续了二十多年。共同第一作者、来自澳大利亚国立大学地球科学研究院的 Georgy Falster 博士说，如果今天澳大利亚发生特大干旱，后果将因气候变化而更加严重，因为任何干旱都是在天气更加炎热的背景下发生的。气候变化及其对干旱严重程度的影响"气候变化加上可能持续 20 年的自然发生的特大干旱，意味着澳大利亚未来可能会出现比近代历史上任何一次都严重的干旱，"法尔斯特博士说。"我们必须考虑在不久的将来可能会发生几十年一遇的特大洪水，并为此做好准备。了解澳大利亚长期干旱的问题之一是，我们自 20 世纪以来的气候观测结果只为我们提供了少数几个实例。这并不能代表自然气候变化可能带来的最坏情况。澳大利亚东南部的墨累-达令盆地何时会出现长达 20 年的干旱？我们可以看到每隔 150 年或 1000 年就会发生一次特大干旱。在这项研究中，我们特别关注墨累-达令盆地。作为澳大利亚最大的农业区，了解该地区干旱的严重程度非常重要"。澳大利亚国立大学领导的研究小组研究了即使没有气候变化的影响，澳大利亚也可能经历的各种干旱，包括干旱的长度和强度。他们还希望了解人为气候变化目前正在如何改变澳大利亚干旱的特征。干旱与气候变化：危险的组合研究人员使用多种气候模型模拟了过去千年（从 850 年到 2000 年）发生的干旱，以确定未来可能发生的变化。这包括预测澳大利亚的干旱会持续多久，以及会有多干旱。"我们工作中的一个重要发现是，澳大利亚的干旱有可能比我们最近经历的干旱持续更长时间。持续 20 年或更长时间的干旱是我们应该预料到的。特大干旱是澳大利亚气候自然变化的一部分。但令人担忧的是，我们现在还加入了人为气候变化的因素，这可能会增加这里发生下一次特大干旱的几率。我们将 20 世纪（1900 年至 2000 年）的模拟干旱与前工业化时期（1850 年之前）的干旱进行了比较，以了解人类造成的气候变化是否影响了澳大利亚人今天经历干旱的方式"。论文的共同作者、澳大利亚国立大学的 Nerilie Abram 教授说，人类造成的气候变化导致澳大利亚西南部和东部（包括墨累-达令盆地）的干旱时间延长。她说，由于气候变化，这些地区未来的降雨量可能会减少，从而增加干旱的风险："随着气候变化的继续恶化，干旱强度很可能还会发生变化。21世纪的'火药桶干旱'就是一个例子，这场干旱只有三年，但异常严重，为黑色夏季丛林大火创造了条件。煤球箱干旱很可能因气候变化而变得更加严重。我们唯一能做的就是迅速减少温室气体排放，以减轻未来干旱的潜在严重程度和持续时间。例如，迅速过渡到可再生能源。我们还可以通过蓄水和管理计划以及社区支持网络做好准备，减少未来干旱的影响"。这项研究发表在《水文学与地球系统科学》杂志的特刊上。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

土耳其气候学家预测明年全球气温将创新高

土耳其气候学家预测明年全球气温将创新高 土耳其气候学家说，受气候变化和厄尔尼诺现象影响，预计明年全球气温可能将突破今年的最高气温纪录，再创新高。 新华社报道，土耳其博阿济吉大学气候变化和政策研究中心主任、著名气候学家莱文特·库尔纳兹星期天（8月27日）在接受当地媒体访问时说，预计明年气温可能会比今年高得多。他提醒大家注意今年全球破纪录的高温天数。 库尔纳兹强调，目前全球变暖很大程度上可归因于气候变化。过去三年里，太平洋水温低于平均水平，这在某种程度上掩盖了全球变暖的后果。他说，本次厄尔尼诺现象今年5月正式开始出现。在土耳其，厄尔尼诺现象的影响在过去20天里开始显现，并将在随后几个月达到顶峰。 一般而言，土耳其的7月底和8月的第一周是夏季炎热的高峰期，随后气温开始下降。但是，今年8月中下旬以来，土耳其出现气候反常，气温较往年显著上升。目前，土耳其已受到厄尔尼诺影响，预计今年9月土耳其气温将会明显高于往年。 库尔纳兹说，厄尔尼诺现象的一个好处是将会给土耳其带来降雨。“我们希望不会经历去年那样的干旱少雨天气。” 厄尔尼诺是一种自然发生的气候模式，一般每两至七年发生一次，通常持续九至12个月。它与热带太平洋中部和东部的海洋表面温度升高有关，影响太平洋周边地区的洋流和气流，进而给各地天气带来变化，通常干旱少雨的地区可能发生洪涝，而某些多雨的地区可能出现干旱。

NASA卫星跟踪的植物荧光可以提前几个月预测山洪暴发的干旱

NASA卫星跟踪的植物荧光可以提前几个月预测山洪暴发的干旱 美国国家航空航天局（NASA）的科学家发现，卫星跟踪的植物荧光可以提前几个月预测山洪暴发的干旱，从而帮助缓解干旱并了解干旱期间碳循环的影响。资料来源：美国国家航空航天局科学可视化工作室极端高温烘干了土壤和植物中的水分，引发了"闪电干旱"，导致大面积农作物歉收，经济损失超过 300 亿美元。典型的干旱可能会持续数季，而山洪暴发的干旱则以快速干燥为特征。它们可以在几周内形成，而且很难预测。在最近的一项研究中，美国国家航空航天局南加州喷气推进实验室的科学家们领导的研究小组能够在山洪暴发前三个月检测到山洪暴发的迹象。未来，这种提前预报将有助于减轻灾害。他们是如何做到的？答案是追随光芒。在肯塔基州西部的一块田地里，一台机器正在喷洒覆盖作物，为播种季节做准备。美国国家航空航天局（NASA）的科学家们正在利用天基工具帮助预测近年来造成严重农业损失的快速、隐蔽的干旱。图片来源：美国农业部/Justin Pius太空信号在光合作用过程中，当植物吸收阳光将二氧化碳和水转化为食物时，叶绿素会"泄漏"一些未使用的光子。这种微弱的光被称为太阳诱导荧光（SIF）。荧光越强，说明植物从大气中吸收的用于生长的二氧化碳越多。虽然肉眼看不到这种辉光，但美国国家航空航天局（NASA）的轨道碳观测站-2（OCO-2）等卫星上的仪器可以探测到。OCO-2 于 2014 年发射，在生长季节观测到了美国中西部的萤光。生长中的植物发出一种光，这种光可以被在地球上空数百英里轨道上运行的 NASA 卫星探测到。在这幅描绘平均年份的图像中，北美部分地区似乎闪烁着荧光。灰色表示很少或没有荧光的区域；红色、粉色和白色表示高荧光。资料来源：美国宇航局科学可视化工作室研究人员将多年的荧光数据与 2015 年至 2020 年美国 5 月至 7 月间发生的山洪灾害清单进行了比较。他们发现了一种多米诺骨牌效应：在山洪暴发前的几周和几个月里，随着天气变得温暖干燥，植被开始茁壮成长。蓬勃生长的植物在当时发出了异常强烈的荧光信号。但是，这些植物逐渐减少了土壤中的水分供应，从而带来了风险。当极端气温袭来时，原本就很低的水分含量急剧下降，几天之内就出现了山洪暴发的干旱。研究小组将荧光测量结果与 NASA 的 SMAP 卫星提供的水分数据进行了关联。SMAP是Soil Moisture Active Passive的缩写，它通过测量地球表面自然微波辐射的强度来跟踪土壤水分的变化。科学家们发现，这种不寻常的荧光模式与山洪暴发前 6 到 12 周内土壤水分损失的相关性极高。从美国东部的温带森林到大平原和西部灌木林，不同的地貌都出现了一致的模式。因此，植物荧光"有望成为一种可靠的闪电干旱预警指标，为采取行动提供足够的准备时间"，JPL地球科学家、近期研究的主要作者尼古拉斯-帕拉祖说。国家气象局观测办公室的科学家乔丹-格思（Jordan Gerth）没有参与这项研究，他说，鉴于我们的气候在不断变化，他很高兴看到有关山洪干旱的研究工作。他指出，只要有可能，农业就能从可预测性中获益。格尔特说，虽然预警无法消除山洪暴发造成的影响，但"如果有几周到几个月的准备时间，拥有先进经营方式的农民和牧场主可以更好地利用灌溉用水，减少对作物的影响，避免种植可能歉收的作物，或者种植不同类型的作物，以达到最理想的产量"。跟踪碳排放除了试图预测山洪暴发的干旱，科学家们还想了解这些干旱对碳排放的影响。通过光合作用将二氧化碳转化为食物，植物和树木成为碳"汇"，从大气中吸收的二氧化碳多于它们释放的二氧化碳。包括农田在内的多种生态系统都在碳循环中发挥作用碳原子在陆地、大气和海洋之间不断交换。科学家们利用 OCO-2 号卫星的二氧化碳测量数据和先进的计算机模型追踪了山洪暴发前后植被对碳的吸收情况。受热胁迫的植物从大气中吸收的二氧化碳较少，因此研究人员预计会发现更多的游离碳。但他们发现的却是一种平衡行为。与正常情况相比，闪电干旱发生前的温暖气温诱使植物增加碳吸收量。平均而言，这种反常的吸收量足以完全抵消因随后的高温条件而减少的碳吸收量。这一惊人发现有助于改进碳循环模型预测。今年夏天是 OCO-2 号卫星在轨运行的第 10 个年头，它利用三台类似照相机的光谱仪探测二氧化碳独特的光信号，绘制自然和人为二氧化碳浓度和植被荧光图。它们通过跟踪特定气柱中二氧化碳吸收反射太阳光的程度来间接测量这种气体。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

全球变暖的新威胁：北极永久冻土的“碳炸弹”

全球变暖的新威胁：北极永久冻土的“碳炸弹” 但是，永久冻土也是一个日益脆弱的大量碳库。根据研究人员的计算，随着气候变化对北极永久冻土层的削弱，全球每升温 1.8华氏度（1摄氏度），随着极地水道的扩张和融化土壤的搅动，释放的碳相当于 3500 万辆汽车一年排放的碳量。景观动态与研究动机第一作者 Joanmarie Del Vecchio 作为达特茅斯大学的 Neukom 博士后研究员领导了这项研究，她的顾问和研究共同作者是地球科学助理教授 Marisa Palucis 和工程学教授 Colin Meyer。Del Vecchio 说："我们从根本上理解了物理学，但当事物开始冻结和解冻时，很难预测哪一方会获胜。如果山坡赢了，它们就会掩埋土壤中的碳。但如果气候变暖，河道突然开始获胜，我们就会看到大量的碳被释放到大气中。这很可能会形成变暖的反馈回路，导致释放更多的温室气体。"达特茅斯大学的研究人员试图了解为什么北极流域的河流面积往往小于气候温暖地区的流域。第一作者 Joanmarie Del Vecchio（如图）在阿拉斯加进行实地考察时，从河边的工作地点徒步上山，看到陡峭的山坡上没有河流或溪流，于是萌生了这项研究的想法。图片来源：Mulu Fratkin研究人员试图了解为什么北极流域（河流及其相连水道的总排水面积）的河流面积往往小于气候温暖地区的流域，因为气候温暖地区的流域可能拥有遍布地表的大量支流。Del Vecchio 现在是达特茅斯大学的访问学者和威廉与玛丽学院的助理教授，她于 2019 年在阿拉斯加进行实地考察时萌生了这项研究的想法。她从河边的工作地点徒步上山，看到的是没有河流或溪流阻隔的陡峭山坡。Del Vecchio 说："似乎是山坡赢了，水道输了。我们想测试是否是温度塑造了这一地貌。我们很幸运，在过去几年中获得了大量的地表和数字高程数据。几年前我们不可能完成这项研究。"研究结果与分析研究人员利用卫星和气候数据研究了北半球从北回归线上方到北极的 69000 多个流域的深度、地形和土壤条件。他们测量了每条河流的河道网络在其流域内所占的土地比例，以及河谷的陡峭程度。在分析的流域中，有 47% 是由永久冻土形成的。与温带流域相比，这些流域的河谷更深、更陡，河道所占的周围地形面积减少了约 20%。研究人员报告说，尽管冰川历史、背景地形陡峭程度、年降水量和其他因素存在差异，但这些相似之处都会影响水和土地的推拉作用。北极流域的形成有一个共同点永久冻土。Del Vecchio 说："无论如何，河道更大、更丰富的地区都更温暖，平均气温更高，永久冻土更少。在有永久冻土的地区需要更多的水来开凿山谷。"研究显示，永久冻土限制了北极河流的足迹，也使其能够在冰冻的土地中储存大量的碳。为了估算这些流域因气候变化而释放出的碳量，研究人员将永久冻土中储存的碳量与地面解冻和北极河流蔓延时冲刷造成的土壤侵蚀量结合起来。气候变化影响与未来关切研究表明，北极地区的温度已经比工业化前水平升高了3.6华氏度（2摄氏度）以上，也就是大约自1850年以来。她说，据科学家估计，如果目前的温室气体排放得到控制，到2100年，北极永久冻土的逐渐解冻可能会释放出220亿至4320亿吨二氧化碳，如果不这样做，则会释放出高达5500亿吨二氧化碳。据国际能源机构估计，2022 年的能源消耗向大气中排放的二氧化碳超过 360 亿吨，创历史新高。Palucis说，北极适应寒冷的时间太长了，以至于科学家们几乎不知道，如果永久冻土加速融化，会释放出多少碳，或者碳释放的速度有多快，他的研究小组将北极作为火星的替身，研究红色星球的表面过程。他的研究小组将北极作为火星的替身，研究红色星球的地表过程。虽然北极在过去经历过变暖，但可怕的是现在变暖的速度如此之快。地貌必须迅速做出反应，这可能会造成创伤。在一次北极研究旅行中，她看到一块小楼大小的基岩从悬崖上断裂。造成断裂的罪魁祸首是渗入岩石并使其变得脆弱的小股水流。这是一种适应寒冷条件的地貌，因此当你改变它时，即使是少量的水流通过岩石，也足以引起实质性的变化。她说："我们对北极地貌的了解或多或少与 100 年前对温带地貌的了解相同。这项研究迈出了重要的第一步，表明我们对温带流域的模型和理论无法应用于极地地区。在了解这些地貌方面，这是一扇全新的大门。"从北极地区采集的沉积物岩芯显示，大约1万年前有大量的土壤径流和碳沉积，这表明当时的北极地区要比现在温暖得多。如今，宾夕法尼亚州和美国大西洋中部等地区位于冰河时期冰川最远的南面，预示着现代北极地区的未来。Del Vecchio 说："我们有一些过去的证据表明，当气候变暖时，大量沉积物被释放到海洋中。现在，我们的论文提供了一个快照，显示随着气候变暖，北极会有更多的水道。但这一切都不等于说，'这就是当你把一个寒冷的地貌迅速升温时会发生的事情'，我不认为我们知道它会如何变化"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

全球变暖与塑料污染不可避免地陷入"恶性循环"

全球变暖与塑料污染不可避免地陷入"恶性循环" 由于全球气温不断升高，我们日常使用的塑料将加速老化，而这将导致对更多塑料的需求。斯德哥尔摩 KTH 皇家理工学院高分子材料研究员魏新峰说，满足这种需求将进一步加剧温室气体排放，从而导致全球气温升高。魏新峰说："这就形成了一个自我强化的循环，在气候变化和塑料污染之间形成了恶性循环。"根据经济合作与发展组织（OECD）的数据，2019 年，塑料产生的温室气体排放量占全球温室气体排放量的 3.4%，约为 18 亿吨，主要是由于塑料的生产和从化石燃料转化而来。到 2060 年，这一数字预计将增加一倍以上。研究人员描述了一个反馈回路，该回路将这些排放物与热量、湿度和结构键的减弱联系起来，从而使聚合物（塑料和橡胶等材料的总称）具有多种优势特性。"温度升得越高，材料的性能受到的影响就越大，"他说，当温度上升到 23 至 40°C 时，聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等常用塑料的硬度会降低 20% 以上。魏新峰说，全球变暖的影响之一是塑料加速老化，这反过来又会导致碳排放增加，图为魏新峰在斯德哥尔摩 KTH 皇家理工学院聚合物材料实验室拆开塑料颗粒。这种劣化意味着聚合物产品从服装到汽车零件和电器的更换更加频繁，因此生产量和生产率也更高。微塑料的增加会产生一系列连锁反应，从使食品包装变得不可靠，到污染水道和鱼类栖息地。报告还记录了在气候变暖的情况下挥发性有机化合物 (VOC) 以及其他有害化合物（包括润滑剂、阻燃剂、增塑剂、抗氧化剂、着色剂和紫外线/热稳定剂）的释放情况。报告称，热量将加速这些物质向空气、土壤和水中的扩散、蒸发和浸出。研究人员提请人们注意热量和湿气的共同作用，全球变暖导致热量和湿气一起上升。大气变暖会增加水汽的蒸发，也会容纳更多的水汽。这对许多材料来说都是坏消息，但当它与热量结合时，就会对塑料造成特别严重的破坏，温度升高和湿气的共同作用为这些聚合物创造了极具挑战性的条件。为了应对塑料污染和气候变化的挑战，魏和共同作者呼吁关注并动员塑料生命周期中涉及的所有部门共同努力。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：