作者:袁柳 来源:中国科学报 发布时间:2020/10/27 15:11:48
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判断河流干旱与否,请看海洋

 

科罗拉多河是美国西南干旱地区的重要水源,如今,研究者可能找到了更精准的、预测这条河流干旱情况的方法。(HERDIEPHOTO / FLICKR)

河流的干旱和洪涝难以捉摸?研究者将目光投向了海洋。通过观察数千公里外大西洋和太平洋的温度变化,研究者可以预测出美国西南部科罗拉多河的干旱情况。

本月发表于《地球与环境通讯》》的论文中,来自犹他州立大学的研究团队根据最新成果提出了针对科罗拉多州水位的潜在预警系统。若这一系统可行,未来长期河道水情预报很可能有了希望。

长期以来,人们已经认识到海洋温度与大陆性天气模式之间的关联。比如最为人熟知的、发生在太平洋中部的厄尔尼诺现象与非洲干旱有关,而发生在南美的野火,很可能与北美太平洋沿岸的暴雨产生联系。

现在,随着气候模型愈发精确,计算机运算能力日渐强大,研究者正在起伏的海洋与大气变化中,寻找更确凿的证据。“如果我们能预测出明年可能遭受严重干旱,水资源管理者可以积极协调。”参与这项研究的犹他州立大学气候动力学家吉本元(Yoshi Chikamoto)说。

科罗拉多河的水力发电能量可覆盖75万户家庭的照明需求,为加利福尼亚州兴盛的农业注入生命力。2017年,吉本元开始研究科罗拉多河的变化,犹他州等沿着落基山脉的州处在河流系统上游,有更精准的、更长期预报,更有利于人类做好应对。

现有的预报往往由降雪量、温度趋势和历史记录等得出,最长可提前7个月发送预报。为了延长预报期限,吉本元和同事开始关注全球海洋与大气相互作用的计算模型,并添加了温度和盐度等历史海洋数据。此外,他们还增加了对科罗拉多河及其支流流失土地的土壤水分测量数据——这是一种常见的干旱指标。

研究团队发现,在过去几十年中,7个干旱程度最严重的年份往往与全球海洋温度多年形成的模式有关。干旱发生之前的3-4年,热带大西洋会出现异常温暖的天气,并持续到干旱发生前1-2年,此时北太平洋暖化,太平洋中部气温开始降低。

为了进一步检验系统模型的可靠程度,研究者先用模型预测了1960年以来的气候变化,每10年为计。与实际情况相比,这一根据海洋数据预报的系统,准确的相较于其他模型高出40%。

不过,研究者也承认,超过2年期限的预测结果存在很多不确定性,海洋温度的变化模式只能在一定程度上解释科罗拉多的河水水量波动。而且该模型还不具备落地到实际应用中的条件。

但至少,研究者可据此研发出为期1年的、更精准的预测模型。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s43247-020-00027-0

 
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