位于加州理工學(xué)院的美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（Jet Propulsion Laboratory of NASA）研究發(fā)現(xiàn)，從 2003 年到 2019 年，全球蒸散發(fā)量（evapotranspiration）增加了10%。此項(xiàng)研究發(fā)表在《Nature》期刊《A 10 per cent increase in global land evapotranspiration from 2003 to 2019》論文中。
圖一 研究發(fā)現(xiàn)2003-2019年間的全球蒸散量呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì) | 來(lái)源：Pascolini-Campbell et al (2021).
土壤和水體表面的水會(huì)通過蒸發(fā)發(fā)生轉(zhuǎn)移，蒸騰作用則指植物中的水分通過氣孔流失，這兩項(xiàng)水從地表轉(zhuǎn)移到大氣的過程統(tǒng)稱為蒸散發(fā)（或簡(jiǎn)稱為蒸散），是地球水循環(huán)的主要組成之一。近年來(lái)，科學(xué)家推測(cè)由于全球溫度上升，地球的水循環(huán)將獲得更大能量而變得更加劇烈。然而，由于沒有可靠的方法評(píng)估全球的蒸散量，證明這一點(diǎn)十分困難。在這項(xiàng)工作中，研究人員找到了一種使用衛(wèi)星信息計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)全球蒸散量的方法。
本論文的研究人員利用了一個(gè)全新的方法，從重力恢復(fù)和氣候?qū)嶒?yàn)（Gravity Recovery and Climate Experiment, GRACE）和其后續(xù)的GRACE-FO衛(wèi)星任務(wù)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算大量水的位置變化。這個(gè)方法不需要衛(wèi)星直接看到地球表面，因此不會(huì)受到云層的干擾。來(lái)自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)是重力變化的形式，由于陸地的重力變化不大、云也不具有太大質(zhì)量，使得重力變化數(shù)據(jù)基本與大量水的位置變化相對(duì)應(yīng)。研究人員由此計(jì)算出2003年至2019年的全球蒸散量，發(fā)現(xiàn)每年略有上升，并且在整個(gè)時(shí)間段內(nèi)的上升率約為10%。此研究結(jié)果所顯示的趨勢(shì)與科學(xué)家們的推斷相吻合。
圖二 研究人員利用GRACE衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行全球范圍內(nèi)的蒸散量計(jì)算 | 來(lái)源：NASA PO.DAAC.
本文通信作者Madeleine Pascolini-Campbell解釋，“增加的蒸發(fā)量會(huì)影響可用于農(nóng)業(yè)和供水的地表水量。未來(lái)，蒸散量的增加也可能意味著某些地區(qū)的土地水分流失增加并導(dǎo)致干旱，而其他地區(qū)由于大氣環(huán)流受到影響而經(jīng)歷更強(qiáng)烈的降雨。”
相較于過去普遍的測(cè)量方式例如遙測(cè)和原位測(cè)量，此研究對(duì)蒸散量進(jìn)行了“批量估計(jì)”，從宏觀的尺度引入了一個(gè)新證據(jù)，表明隨著氣溫升高，水循環(huán)變得更加激烈。然而，這樣的方法可能不適用于確定與氣候變化相關(guān)的特定熱點(diǎn)。
每年6月17日是聯(lián)合國(guó)“防治荒漠化和干旱日”。荒漠化是一個(gè)全球性問題，嚴(yán)重影響生物多樣性、生態(tài)安全、消除貧困、社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。而加強(qiáng)旱地生態(tài)的水資源管理對(duì)于減緩荒漠化是一項(xiàng)有力的措施。由于蒸散影響了地方、區(qū)域和全球范圍內(nèi)的氣候和水文，我們認(rèn)為未來(lái)相關(guān)的研究工作將結(jié)合本論文中宏觀的全球蒸散量測(cè)量和傳統(tǒng)的局部尺度測(cè)量，才能針對(duì)重點(diǎn)地區(qū)對(duì)氣候和水文的影響有更進(jìn)一步的理解與治理。
圖三 土地荒漠化和干旱是人類急需面對(duì)的問題之一 | 來(lái)源：Image by klimkin from Pixabay
參考文章：
1. Pascolini-Campbell, M. et al. (2021) A 10 per cent increase in global land evapotranspiration from 2003 to 2019, Nature, doi:10.1038/s41586-021-03503-5
2. https://www.carbonbrief.org/satellite-data-reveals-impact-of-warming-on-global-water-cycle
3. https://www.un.org/zh/observances/desertification-day
相關(guān)鏈接：
1. 基于渦動(dòng)協(xié)方差的蒸散測(cè)量
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