近幾十年來(lái),為什么北極及青藏高原地區(qū)升溫幅度較大?為什么中國(guó)北方地區(qū)升溫幅度較南方地區(qū)大?為什么水多的地方溫度相對(duì)較低,水少的地方溫度相對(duì)較高?為什么濕度較高的地方夜晚最低溫度比較高?這些難以解釋的現(xiàn)象或許有了科學(xué)答案。
6月19日,科技日?qǐng)?bào)記者從中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉,《細(xì)胞》子刊《交叉科學(xué)》日前在線發(fā)表了該校潘志華教授團(tuán)隊(duì)的文章《不同氣候背景下土壤濕度和大氣濕度對(duì)地表溫度的協(xié)同影響》。該研究首次定量揭示了土壤濕度、大氣濕度與地表溫度之間的復(fù)雜關(guān)系。
“近幾十年來(lái),全球地表溫度顯著升高。無(wú)論是在歐洲、美洲還是亞洲,熱浪在世界范圍內(nèi)頻繁發(fā)生。2022年,歐洲和亞洲經(jīng)歷了破紀(jì)錄的高溫和持續(xù)干旱。高溫和干旱總是疊加發(fā)生,因?yàn)橥寥篮痛髿鉂穸葘?duì)地表溫度有著很強(qiáng)的反饋?zhàn)饔。隨著全球變暖,土壤濕度和近地表大氣濕度也發(fā)生了顯著變化。然而,人們對(duì)土壤和大氣濕度如何以及在多大程度上影響地表溫度這一問(wèn)題還缺乏深入的了解!迸酥救A告訴科技日?qǐng)?bào)記者。
研究團(tuán)隊(duì)基于全球近40年的氣候數(shù)據(jù)以及團(tuán)隊(duì)近15年的觀測(cè),首次創(chuàng)建了土壤濕度、大氣濕度與地表溫度之間的定量關(guān)系,揭示了三者之間的相互作用機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)土壤濕度和大氣濕度是地表溫度的重要調(diào)節(jié)器。土壤濕度因背景溫度不同發(fā)揮著不同的作用,溫度高于0℃時(shí),土壤濕度增加,引起地表溫度下降,反之會(huì)引起地表溫度升高;溫度低于0℃時(shí),土壤濕度變化對(duì)地表溫度的作用相反;而大氣濕度主要表現(xiàn)為增溫作用。依據(jù)三者之間的關(guān)系,研究團(tuán)隊(duì)用凈輻射、土壤濕度和比濕這三個(gè)數(shù)據(jù)完美模擬和揭示了地表溫度的變化原因。
中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所研究員馬柱國(guó)表示,土壤濕度和大氣濕度雖然變化緩慢,但對(duì)天氣和氣候變化有重要影響。該研究創(chuàng)新性地從水熱耦合視角揭示了土壤濕度、大氣濕度影響氣候變化的機(jī)理,為應(yīng)對(duì)氣候變化提供了重要的科學(xué)依據(jù)。同時(shí),該研究說(shuō)明,高強(qiáng)度的人類活動(dòng)會(huì)打破土壤水、熱平衡,導(dǎo)致氣候發(fā)生變化。土壤水熱耦合過(guò)程的合理調(diào)控是土地可持續(xù)管理的核心,對(duì)理解全球氣候變化機(jī)理并采取適應(yīng)措施也具有重要意義。
當(dāng)前,美國(guó)西部、中國(guó)華北地區(qū)、非洲中部以及南美洲地區(qū)是全球人口密度高值區(qū),近年來(lái)人類活動(dòng)導(dǎo)致的干旱、火災(zāi)、土地退化、生態(tài)系統(tǒng)退化等嚴(yán)重制約了該地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。該研究為解決類似地區(qū)的氣候變化問(wèn)題提供了應(yīng)對(duì)思路和理論支撐。