近40年來我國西部沙漠沙丘移動速度持續下降

　　南京大學教授徐志偉課題組聯合國內外團隊發現，自上世紀80年代以來，我國西部沙漠新月形沙丘的移動速度持續下降，平均降幅達30%，部分地區甚至超過50%。這一發現為“全球風靜期”現象在我國北方干旱區的存在提供了有力證據，并揭示了其對沙漠地貌和生態環境的深遠影響。8月12日，相關研究成果發表于Geophysical Research Letters。

　　近幾十年來，全球陸地的近地面風速呈現大范圍下降趨勢，這一現象被稱為“全球風靜期”（或風靜止，global wind stilling）。風速減慢不僅影響風力發電效率和風能開發利用，還可能不利于污染物擴散，從而引發區域環境問題。在中國北方的氣象觀測數據中也部分檢測到類似趨勢，但由于氣象站點分布有限及周邊環境變化的干擾，學術界對“風靜期”現象的普遍性及其影響仍存在爭議。

　　我國北方廣泛分布著沙漠和沙漠化土地。近地面風速下降意味著地表風蝕強度減弱，沙塵暴發生頻率減少，有利于干旱區植被恢復。因此，深入理解“風靜期”在這些地區的表現及其對地貌和生態系統的影響，具有重要意義。沙丘作為干旱區最敏感、最直觀的地貌景觀，其形態演化和遷移速度可直接反映區域風況變化，被視為天然的“風速風向標”。理論上，風速持續下降會減緩沙丘移動，從而影響沙漠地貌格局的長期演變。然而，受限于沙漠地區連續觀測數據缺乏，學界對沙丘運動的響應特征仍缺乏系統認識。如何獲取高分辨率、長時序的沙丘移動數據，量化其與風速變化的關系，成為相關領域的重要問題。

　　研究團隊以我國西部戈壁沙漠形態典型、移動快速的新月形沙丘為研究對象，利用1986—2021年間7個沙丘場的多期衛星影像數據，結合光學影像配準與關聯算法及多個輸沙數值模型，系統分析了近40年來沙丘移動的變化趨勢及其對風速變化的響應。結果表明，上世紀80年代以來，西部沙漠新月形沙丘的移動速度持續下降。整體上，近40年來移動速度平均下降幅度約為30%；在下降最快的區域，沙丘移動速度從約9米/年下降到目前的4.5米/年。

　　進一步的輸沙模型計算表明，風速下降導致研究區輸沙率持續減弱，是沙丘移動趨緩的直接原因。模型估算的輸沙量普遍低于遙感反演結果，差異主要源于風速數據時間分辨率不足，以及模型未能充分考慮地形對局地風場的加速效應等。在沙丘場尺度上，輸沙量與風速仍保持三次冪關系，符合風力輸沙的經典物理學規律。

　　該研究首次通過長時間序列衛星觀測與模型計算，明確證實了“全球風靜期”背景下風速減弱對我國西部沙漠地貌演化的重要影響。沙丘移動變化在一定程度上降低了風沙災害風險，進而促進了植被恢復和區域生態環境的改善。這一現象的發現為認識氣候變化影響下沙漠景觀的演化機理提供了關鍵證據，相關技術方法也可應用于其他氣象觀測資料不足的沙漠分布區。

　　南京大學博士生王里為論文第一作者，徐志偉為通訊作者。參與研究的還有南京大學教授鹿化煜，研究生侯承志、張昊辰、龐湘豪，以及以色列本-古里安大學教授Hezi Yizhaq和美國威斯康星大學教授Joseph A. Mason等專家學者。

　　該研究受到國家自然科學基金項目等資助。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1029/2024GL113506