我國學者證實火山爆發使全球干旱區顯著變濕

　　全球干旱區占陸地面積的41%，全球38%以上的人口居住于此。作為對氣候變化和自然災害最敏感的地區之一，理解干旱區對輻射強迫的響應具有重要科學和社會意義。前人研究集中于人為外強迫（如溫室氣體，人為氣溶膠等）對干旱區氣候變化的影響，對自然外強迫的影響關注較少。火山爆發作為自然外強迫中引起大幅度輻射強迫變化的因子，能夠通過噴發產生硫酸鹽氣溶膠，減少到達地面的太陽短波輻射，產生冷卻作用。理解火山爆發對干旱區降水的影響具有重要的科學意義。

　　最近，中國科學院大氣物理研究所博士研究生左萌在其導師指導下，通過對多套長時間尺度的重建資料、高分辨率的觀測資料以及過去千年多成員氣候模式模擬結果的分析，指出火山爆發對全球干旱區降水的影響及其物理機制。具體來講，位于不同緯度的火山爆發后次年均對應著全球干旱區降水的增加，但背后的物理機制不同。他們基于模式結果使用水汽收支和準地轉垂直運動方程發現與環流變化相關的動力過程在降水變化中起著主導作用。北（南）半球火山爆發后南（北）半球干旱區降水的增加是由增強的越赤道氣流帶來的暖平流造成的；熱帶火山爆發后全球干旱區降水的增加主要受季風-沙漠耦合機制的控制。此外，該研究還將分析延伸到極端降水變化上，選取了連續干燥指數和連續濕潤指數表征極端干濕變化。結果表明全球干旱區極端降水的響應與平均降水分布一致，但在區域尺度上響應更敏感。極端降水的變化說明了雖然火山爆發后干旱區平均降水增加，持續干天減少有利于社會生產，但同時持續濕天的增加以及其他極端強降水的增加也會為生態脆弱的干旱區帶來自然災害。

圖1. 三類火山爆發后全球干旱區的干濕變化及物理機制的示意圖。 (a) 北半球火山；(b) 熱帶火山；(c) 南半球火山。

　　“這一工作的價值之一在于使用了多套重建資料、觀測資料首次全面揭示火山爆發后全球干旱區的降水響應，并使用物理診斷方法定量分析了決定降水響應的因子，這有助于深入理解不同緯度火山影響干旱區降水的不同物理過程，并對CMIP6的年代際氣候預測計劃（DCPP）、地球工程（Geoengineering）中的注入硫酸鹽氣溶膠試驗具有重要參考意義”，該文第一作者左萌說。

　　上述成果近日在Journal of Geophysical Research: Atmospheres雜志發表。