您现在的位置:首页 > 创新文化 > 创新文库
西北气候转型假说的提出和求证
【发布时间:2009-08-20 】 【 】【打印】【关闭
 

   施雅风 自然地理学和冰川学家,中国科学院院士。19193月生于江苏海门,1942年毕业于浙江大学史地系,1944年获该校硕士学位。曾任中国科学院冰川冻土研究所所长、现任寒区旱区环境与工程研究所研究员、名誉所长,南京地理与湖泊研究所研究员。中国现代冰川学研究的开拓者之一。他领导主持现代冰川与第四纪冰川研究,奠定了中国冰川学基础。1987年起参与气候与环境变化研究,与合作者提出了中国全新世大暖期气候与环境特征和20世纪亚洲中部气候暖干化和最近将趋于暖湿的见解。其成就获国家自然科学奖一等奖、三等奖各一次,中国科学院自然科学奖一等奖,香港何梁何利科技进步奖。

   一、有心等待“信号”出现

   人为的CO2等温室气体增加,导致全球变暖,影响方方面面。1987年以来,我用了10多年时间对现代气候和古气候变化进行研究。第一项成果是从现代山地冰川和湖泊萎缩资料推测亚洲中部气候从19世纪末小冰川期结束以来,存在变暖变干趋势,但不会很久,可能到21世纪上半期结束。以后又撰文将此观念扩展到华北地区。北方暖干化观念逐渐渗入许多人心中,现在讨论北方生态环境变化的同志,大多持此观点。但是实际气候已悄然变化,2001年我参加秦大河组织的西部环境变化评估研讨,气象局气候中心学者已指出西北变暖显著和降水增加现象,特别是新疆学者指出天山中部博斯腾湖水位自20世纪50年代有记录以来一直下降,湖泊缩小,1987年突然转为上升,至2000年恢复到50年代水位,引起我的注意。我把山区内陆湖泊当作气候变化的镜子,博斯腾湖连续十多年出现前所未见的水位快速上升是天山水文气候发生了重大变化的信号。20世纪90年代是近一千年全球气候最暖的10年,驱动水循环加快,会对全球地面生态环境产生相当的影响,应抓住这个信号深入探索。20026月,我去乌鲁木齐,走访新疆气象局、水文水资源局和科学院有关单位,得知新疆大部分地区有相似表现,因此我大胆提出了新疆气候已由过去一个世纪的暖干化转向暖湿方向。我先后在一个学术会议上发表论述,在北京一个会议发言议论,又在冰川冻土杂志上发表文章初步探讨,由此导致了科学界和部分领导同志的注意。

   二、由暖干到暖湿转型的事实和可能原因

   西北气候由暖干到暖湿转型是作为一个假设提出来的,中国现代气候文献中似乎没有这个词汇,我从古气候研究得知2000年前、6000-7200年前、30000-40000年前是显著的暖期,中国北部远比现代湿润,而冷期比较干燥,孕育了气候转型观念,但在现代西北引用只能作为假说提出,是否正确有待事实验证。

   全球变暖,水循环加快,而海洋和大陆上降水、蒸发和冰雪等都发生变化,如蒸发增加大于降水增加(也有减少)而形成暖干气候,导致河川径流量减少、湖泊萎缩、植被等环境与生态发生改变。如降水增加大于蒸发增加,则形成暖湿气候。上述标准被用来评价暖干至暖湿转型问题。

   西北气候由暖干至暖湿转型的事实,可举出8项:即绝大部分地区气温持续攀升;西、中部降水量明显增多;冰川融水量持续增加;西中部大部分河川径流量增加;西中部湖泊水位上升、面积扩大;洪水灾害趋于频繁;植被覆盖有增加迹象和沙尘暴日数趋于减少等。上述事实中冰川融水增加主因在气温上升。沙尘暴日数减少,与降水量增加、植被改善有关,但主因在于大风日数减少,而后者又可能和高纬度升温大而中纬度升温小,降低了经向气压梯度有关。

   气候转型时间主要在1987年的降水量突然增加。西北地域广大,各地区具体气候与环境差别很大,当前气候转型的覆盖范围可分为三大类:1. 显著转型区。上述八项事实均存在的,主要在新疆北部,天山及其两侧地带,塔里木盆地西侧,祁连山及其北侧中西段地区,柴达木盆地东南侧,其西界越出国境伸入哈萨克斯坦、吉尔吉斯坦等中亚国家。2. 轻度转型区。降水量有少量增加,但不足以形成地面径流,植被有所改善或未得改善,沙尘暴有相当减少,主要因塔克拉玛干大沙漠、新疆东部、甘肃西缘、柴达木盆地内部,原为极干旱性质,地面蒸发水气很少,限制了降水量的增加。3、未转型区。主要在西北东部,即石羊河领域在内的甘肃中东部、黄河上游和青海湖在内的青海东部和陕西、宁夏省区,20世纪90年代仍处于干旱的低降水期,但可能已达到旱期的谷底,有望在不久的将来转湿。如2003年的降水增加与洪水出现。

   空中水汽含量变化研究表明,20世纪60-70年代暖干化时期西北空中水汽是明显减少的,80年代起空中水汽含量增加,90年代进一步增加,特别是西北西部强劲,增加的水汽主要来自印度洋。这是西北气候转向湿润的重要条件,也是全球变暖调整大气环流的结果。

   三、转型假说是否都正确有待未来事实验证

   上面所说只是满足了西北气候由暖干向暖湿转型假说的初步需求,依假说提出者的推导,在时间上向暖湿转型不是年代型即经过少数年代又会转回干旱,而是世纪型的,即可存在百年以上至更长时间,但不排除年代际波动;在地区上不限于西北西部,而是扩及西北东部以至华北地区,而且会在不久的将来实现。对这样的推测是否合乎发展规律,赞成者、怀疑者都有之。总的要靠未来事实检查,也要加强监测与研究,缩小对未来预测的不确定性。

 

                             撰稿人:施雅风

 

 

点评:

   “假说”是科研工作中常用的一种方法。根据事实提出,然后经过实践加以证明。施雅风先生提出“西北气候由暖干向暖湿转型假说”,首先他以天山水文气候发生了重大变化为“信号”,然后由点到面进行深入探索。在文中,他列举了由暖干向暖湿转型8项事实,覆盖范围可分为三大类,并指出这个转型的走向。气候与环境的变化是举世瞩目的大问题。这个案例对可持续发展及中国西部发展战略有其指导意义,已引起科技界及有关领导的重视。

 

 

附件