干旱地区并未像气候科学家预测的那样变得更干燥

　　新哥伦比亚工程公司的研究（首先调查干旱地区土壤水分，大气反馈的长期影响）发现，土壤水分对干旱地区地表水的可利用性产生负面反馈，抵消了部分预期的下降。

　　科学家们认为，全球变暖将增加湿润地区的地表水可利用量，这是由降水减去蒸散产生的淡水资源，并会减少干旱地区的用水量。该期望主要基于大气热力学过程，随着气温的升高，更多的水从海洋和陆地蒸发到空气中。由于较干燥的空气，较热的空气可容纳更多的水蒸气，因此，较潮湿的大气将扩大现有的水供应格局，从而导致大气对全球变暖的“干枯干湿”模式。

　　由皮埃尔·根廷（Pierre Gentine），莫里斯·尤因（Maurice Ewing）和J. Lamar Worzel地球与环境工程学教授领导，并隶属于地球研究所的哥伦比亚工程小组想知道，为什么气候模式的预测结合起来并不能预测干旱地区的重大“干枯干燥”反应，即使研究人员使用了高排放的全球变暖情景，干旱指数仍低于0.65的热带和温带地区。沙洲（Lamont-Doherty Earth Observatory和地球研究所）的博士后研究员研究陆地，大气相互作用和全球水循环，他认为土壤湿度——大气的反馈可能在未来干旱地区水供应预测中起重要作用。

　　今天由《自然气候变化》发表的这项新研究，首次表明了长期土壤水分变化和相关的土壤水分——大气反馈在这些预测中的重要性。研究人员确定了对大气循环和水分输送的长期土壤水分调节，可大大缓解干旱地区未来水分供应的潜在下降，超出了没有土壤水分反馈的预期。

　　“这些反馈比长期的地表水变化更重要。” Zhou说。“由于土壤水分变化对水的可利用性产生负面影响，这种负面反馈还可以部分减少由变暖引起的极端高和极低水文气候事件（例如干旱和洪水）的幅度和频率的增加。如果没有负面反馈，我们可能会遇到更频繁，更极端的干旱和洪水。”

　　该团队将独特的，理想化的多模式陆、气耦合实验与他们为该研究开发的新颖统计方法结合在一起。然后，他们将算法应用到观测数据中，以研究土壤水分-大气反馈在旱地未来水利用量变化中的关键作用，并研究由于这些反馈而导致未来水利用量变化的热力学和动力机制。

　　他们发现，为应对全球变暖，海洋干旱地区的地表水可利用性（降水减去蒸发，PE）急剧下降，但旱地的PE仅有少量下降。周怀疑这种现象与陆地-大气过程有关。她解释说：“预计在干旱地区，随着气候变化，土壤湿度将大大下降。” “土壤水分的变化将进一步影响大气过程和水循环。”

　　预计全球变暖将减少水的供应，从而减少干旱地区的土壤湿度。但是这项新的研究发现，土壤水分的干燥实际上负面地影响了水的可利用性，降低土壤水分会减少蒸散量和蒸发降温，并相对于潮湿地区和海洋增加干旱地区的地表温暖。陆地-海洋变暖的对比加剧了海洋与陆地之间的气压差，从而推动了更大的风吹和水蒸气从海洋到陆地的传输。

　　Gentine说：“我们的工作发现土壤湿度的预测和相关的大气反馈是高度可变的，并且与模型有关。” “这项研究强调了迫切需要改进未来的土壤水分预测，并在模型中准确表示土壤水分——大气的反馈，这对于提供可靠的旱地可用水预测以更好地进行水资源管理至关重要。”