“水汪汪”的云南，為什么正經(jīng)歷嚴(yán)重干旱?

作者：王素（中國科學(xué)院大氣物理研究所）

文章來源于科學(xué)大院公眾號（ID：kexuedayuan）

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月亮出來亮汪汪/亮汪汪

想起我的阿哥在深山

哥像月亮天上走/天上走/哥啊哥啊哥啊

山下小河淌水/清悠悠

《小河淌水》是一首云南民歌，悠揚的調(diào)子一下就把我們帶到了水聲潺潺的仙境云南。蒼山洱海、麗江古城、元陽梯田……這彩云之南似乎總是盈著些水汽，慢悠悠，濕漉漉，醉人心。

瀘沽湖風(fēng)光（圖片來源：veer圖庫）

的確，作為全國植物種類最多的省份，她河川縱橫，湖泊眾多，森林面積位居全國第三。

然而，最近的新聞卻顯示：由于持續(xù)高溫，云南正遭遇近10年最嚴(yán)重的干旱。截至4月15日，已經(jīng)造成147.79萬人飲水告急，100條河流斷流，農(nóng)作物受旱面積達(dá)到了460萬畝。

看到這兒，你可能會疑惑：水資源如此豐富的云南，為什么會干旱呢?

云南：有時濕潤，有時干枯

為什么我們說云南水資源豐富呢？

如果按照800mm年等降水量將中國分區(qū)，可以得到經(jīng)青藏高原東南邊緣，折向秦嶺-淮河線的一條分界線，以南為濕潤地區(qū)，以北為半濕潤區(qū)。云南全省多年平均降水量達(dá)到了1258毫米，水資源總量2222億立方米，自然屬于濕潤地區(qū)。

（圖片來源：中國國家地理）

但是對云南來說，這種濕潤并非一年四季都能擁有。

由于特殊的地理位置，我國呈現(xiàn)出顯著的季風(fēng)氣候特點。季風(fēng)，顧名思義，指季節(jié)性的風(fēng)。冬季受大陸冷干氣流影響，寒冷干燥；夏季受海洋暖濕氣流影響，溫暖多雨，西南季風(fēng)和東南季風(fēng)會分別送來印度洋與太平洋的濕熱“關(guān)懷”。而云南位于我國西南部，更臨近熱帶印度洋和孟加拉灣，使得夏季降水的主要水汽通道是西南季風(fēng)水汽輸送。正是顯著的季風(fēng)氣候決定了它干濕季分明的特點。雨季（5-10月）降水量占全年的80%以上，易發(fā)洪澇；干季（11-次年4月）僅占20%，易發(fā)冬春連旱。

影響我國季風(fēng)示意圖（圖片來源：中國氣象報社）

云南的雨 為什么我們留不下你？

說到這里，大家可能想問：既然雨季降水豐富，為啥不存下在干季用呢?

這是因為正常情況下，云南雖不缺雨，卻留不住雨。在云南獨特的喀斯特地貌下，全省巖溶面積達(dá)11萬平方公里，正如“人往高處走，水往低處流”所說，這里的降水大部分通過地下徑流悄悄離開，根本無法為干季“續(xù)命”。

（云南石林的喀斯特地貌，圖片來源：pixabay）

同時，由于位于云貴高原，山地面積占全省總面積的88.64%，云南地勢崎嶇，北高南低。這種特殊的山地高原地形，極易形成“焚風(fēng)效應(yīng)”。

夏季，西南季風(fēng)帶著來自印度洋和孟灣的暖濕氣流一路高歌猛進(jìn)，在遇到云南西部那些近似南北走向的“攔路虎”山脈后，被迫抬升冷卻，水汽凝結(jié)成降雨落下，好不容易越過山脈后已經(jīng)失了一路水，即使成功翻山越嶺，到了集中2/3人口的“壩子區(qū)（局部平原地區(qū)，僅占全省土地面積的6％）”，勢頭下滑的暖濕空氣已經(jīng)被削弱了“呼風(fēng)喚雨”的能力，變得干而熱。

正是因為降雨分布的極度不均，下的雖多能用的卻很少，面對“花城”里一雙雙渴望的目光，水汽也只能望“山”興嘆了。

而儲水小能手湖泊，多位于低海拔地區(qū)，想使這里的水資源往高處走，本就是個極大（且貴）的挑戰(zhàn)。

在季風(fēng)氣候帶來的季節(jié)性干旱與特殊的地形地貌的協(xié)同效應(yīng)下，云南的水猶如少吃又多動的減肥少年，迅速“消瘦”下來。

正是因為“過不來”與“留不下”，“又濕又干”的云南成了中國最容易出現(xiàn)干旱的地區(qū)之一，有“十年九旱”的說法。

大旱的罪魁禍?zhǔn)字唬憾驙柲嶂Z

今年的云南的干旱，普遍認(rèn)為與氣候異常緊密相關(guān)。而說起氣候異常的原因，就不得不提到2019年的厄爾尼諾了。

什么是厄爾尼諾呢？當(dāng)太平洋中部和東部的熱帶海洋的海水溫度異常持續(xù)地變暖，我們就認(rèn)為發(fā)生了厄爾尼諾事件。

我們知道，高溫與少雨是出現(xiàn)干旱的直接原因。受到厄爾尼諾的影響，偏暖的中東太平洋使雄踞在此的副熱帶高壓偏南、偏西并偏強(qiáng)。冬春季從高緯南下的冷空氣勢力不敵副高，導(dǎo)致云南境內(nèi)氣溫普遍偏高。2019年3月以來，整個冬季全省平均氣溫較常年偏高4-5℃。云南南部更是在今年2月就率先入夏。

(圖片來源：中國天氣微博）

而水汽輸送是形成降水的先決條件之一。厄爾尼諾出現(xiàn)時，作為其影響東亞氣候關(guān)鍵橋梁的熱帶西北太平洋被異常高壓控制，產(chǎn)生的反氣旋環(huán)流阻止了來自孟加拉灣的水汽到達(dá)云南，使之大量流向華南、東南沿海地區(qū)。同時，西太平洋偏冷會使低緯的大氣活動減弱，冷空氣勢力減弱，使得南支槽偏弱，槽前西南風(fēng)也減弱。沒了風(fēng)幫忙，水汽輸送通道自然受到影響，活力不再，為云南提供的水汽自然也就減少了。

厄爾尼諾現(xiàn)象示意圖（圖片來源：搜狐網(wǎng)）

同時，熱帶太平洋、印度洋的升溫引起的環(huán)流異常使得高原東部被下沉氣流所控制，這樣高層輻合低層輻散的配置，難以產(chǎn)生降水，也使得水汽“天女散花”般與云南漸行漸遠(yuǎn)。

去年2月以來，云南全省累計平均降水量915.5毫米，較常年同期偏少18.8%，列歷史同期第3少（數(shù)據(jù)來源云南省氣象局）。

正是長時間的氣溫偏高與降水明顯偏少，導(dǎo)致了今年這次嚴(yán)重干旱的爆發(fā)。當(dāng)然，筆者在此只是討論了定性的結(jié)果，究竟是什么樣的物理機(jī)制導(dǎo)致了今年的大旱，相信未來會有更加細(xì)節(jié)性的研究。

還有什么異常氣候要為云南的干旱負(fù)責(zé)？

厄爾尼諾確實在云南的干旱中扮演了重要角色。2009-2010年的那場特大干旱有Modoki型厄爾尼諾( 即熱帶中太平洋增溫型）的“手筆”。2014-2016年的厄爾尼諾事件也導(dǎo)致了2015年云南較為嚴(yán)重的初夏高溫干旱。

但這并不意味著厄爾尼諾要為云南干旱負(fù)全責(zé)。

2006年的夏季干旱主要是西太平洋副高加強(qiáng)和前冬青藏高原積雪減少影響。2012-2013 年的秋冬春季干旱就是受拉尼娜事件影響。大氣物理研究所的王林副研究員及其合作者基于以往研究，總結(jié)了可能影響我國西南部干旱的所有要素。熱帶西太平洋、孟加拉灣、中南半島和青藏高原東部等地區(qū)環(huán)流異常、水汽輸送通量散度異常、熱帶印度洋海表溫度異常以及北極濤動(AO) 異常等都在其列。

可能影響中國西南部地區(qū)干旱形成的重要候選區(qū)示意圖。黃線代表中國的邊界，而紅色方框表示中國西南部地區(qū)。TNWP代表熱帶西北太平洋，ENSO、WPSH和AO代表厄爾尼諾-南方濤動、西太平洋副熱帶高壓和北極振蕩。（圖片來源：參考文獻(xiàn)2）

由于海陸之間復(fù)雜的相互作用，他們之間不會是簡單的“1+1=2“的推導(dǎo)模式。基于強(qiáng)非線性的存在，海洋和相關(guān)大氣環(huán)流的耦合對云南干旱反饋研究還有很大的不確定性。因此，雖然人們對于云南干旱不同時間尺度下的變率有了清晰的了解，但對其可能的影響機(jī)制并沒有定論，仍需進(jìn)一步研究。

如果將線性比作一條直線，非線性就像這團(tuán)線，知道開始和結(jié)果，卻很難說清楚中間發(fā)生了什么（圖片來源：dreamstime）

除了氣候，還有誰要背鍋？

造成云南干旱的，并非只有氣候。優(yōu)質(zhì)森林的減少也難辭其咎。（請戳：什么導(dǎo)致森林大面積死亡，你會發(fā)現(xiàn)一個真·惡性循環(huán)）

植被覆蓋特有的水土保持功能在陸氣相互作用中扮演著重要角色，對降水具有反饋作用。

云南早期廣泛的經(jīng)濟(jì)作業(yè)導(dǎo)致了省內(nèi)植被退化、森林砍伐、土壤侵蝕和水資源的過度消耗。近年來，在全省的努力下，云南植被覆蓋度呈好轉(zhuǎn)趨勢，即將實現(xiàn)從1975年的24.9%到2020年達(dá)60%（預(yù)期）的飛躍。

云南省2001-2016年植被覆蓋度變化趨勢，紅色系代表減少，綠色系代表增加（圖片來源：參考文獻(xiàn)10）

然而，由于林分結(jié)構(gòu)不合理、人工林比重大以及近熟林多等因素，這里的森林資源質(zhì)量并不高。為了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，自然保護(hù)區(qū)內(nèi)毀林種茶，破壞生態(tài)的情況時有發(fā)生，還存在用經(jīng)濟(jì)林替代森林的情況。研究發(fā)現(xiàn)，西雙版納橡膠種植的急劇擴(kuò)張，加速了土壤酸化，這會導(dǎo)致熱帶雨林面積大幅度減少，水源涵養(yǎng)能力下降等一系列生態(tài)問題，“綠色沙漠”的蔓延必定對周圍生態(tài)帶來重大威脅。

1980與2016年1980與2016年西雙版納熱帶雨林植被覆蓋率的變化（圖片來源：大地量子）

此外，云南周邊國家或地區(qū)（如泰國、老撾等）的森林破壞，會使得云南夏季風(fēng)水汽來源途中的“歇腳處”受損，進(jìn)一步造成云南干旱。

沒有原始森林產(chǎn)出水汽凝結(jié)核，留住水汽涵養(yǎng)水源，失去了森林式降水的云南只能靠“老天賞飯”了。

云南苦旱久矣 未來會變好么？

如前文所述，2020并非云南干旱的開端。

近十年來，干旱每年都會造訪云南。在去年5月，中國天氣就指出，2019年以來，云南天氣氣候呈現(xiàn)兩個特點：一是冬春季、初夏氣溫持續(xù)偏高；二是初夏降水顯著偏少，干旱突出。全?。ㄒ?0%的站點為標(biāo)志）進(jìn)入雨季的日期出現(xiàn)在6月24日，較常年推遲29天，創(chuàng)歷史最晚紀(jì)錄。

雨季降水偏少，2019年的干旱尚難以緩解，云南水庫存一直被消耗，致使干旱不利影響“悄悄”增長。到了2020年，春季農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水急劇增加，降水顯著減少，水資源自然“紛紛告急”。

2020年4月20日干旱綜合檢測結(jié)果（圖片來源：中國氣候中心）

好消息是，4月25日起云南地區(qū)降水開始顯著增多。但是春季本就是干季，即使有短時大范圍強(qiáng)降雨天氣出現(xiàn)，云南的旱情仍很難在短期內(nèi)得到較好的控制，干旱可能會向深層次發(fā)展，并持續(xù)到初夏雨季開始前。

王林副研究員及合作者基于CMIP5框架評估了我國西南部干旱的潛在未來變化，認(rèn)為該地的干旱風(fēng)險幾乎是全國其他地區(qū)的兩倍。不過，研究也指出，目前的氣候模型無法同時捕捉海溫異常和環(huán)流異常的位置和強(qiáng)度，因此很難建立有效的預(yù)測方法，預(yù)測結(jié)果可能并不準(zhǔn)確。

盡管氣候難以捉摸，氣象界也沒有停止研究的步伐。但我們可以確定的是，只有堅持加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，改善降水時空分布極度不均帶來的部分地區(qū)水資源嚴(yán)重匱乏，提高水資源的開發(fā)利用率，減少石漠化土地面積，才能減緩重旱的威脅。

同時不斷強(qiáng)化森林資源保護(hù)管理，堅持生態(tài)發(fā)展優(yōu)先，將荒林變綠林，云南才能在未來留住水。只有盡早預(yù)測并檢測到干旱的出現(xiàn)，才能更及時有效地采取防救措施。

在全球變暖的大背景下，像云南干旱這樣的局地極端異常氣候事件不是第一個，也不會是最后一個。氣候能參與造就美麗的“彩云之南”，也能重創(chuàng)她秀美的山川。氣候研究為我們解釋了云南為什么變干，卻無法回答什么時候才能停止變干。希望通過學(xué)者與廣大民眾的共同努力，一個不再“極端”的地球能早日再現(xiàn)。

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