遥远的海洋可能预示着科罗拉多河的干旱
738字
2020-10-18 08:49
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火星译客

2011年,落基山脉的大雪淹没了科罗拉多河,抬升了美国西南部干旱地区的水库。然而,在接下来的一年里,水位几乎降到了一个世纪以来的最低点,危及到对数百万人和几十个生态系统至关重要的供水。现在,科学家们说,通过观察几千公里以外的大西洋和太平洋的温度模式,他们可能已经为科罗拉多的水位提出了一个潜在的早期预警系统。

科学家们说,如果这种方法有效,它可能是朝着制定更长期河流预报的方向迈出的第一步。“如果我们现在知道明年将会有严重的干旱,水资源管理者就可以积极行动,”Yoshi Chikamoto说,他是犹他州立大学Logan的气候动力学专家,帮助领导了这项研究。

科学家们早就认识到海洋温度和大陆气候模式之间的联系。最著名的是,太平洋中部的厄尔尼诺现象——海水的周期性变暖——与非洲的干旱、北美太平洋沿岸的暴雨和南美的野火有关。随着气候模型变得越来越精确,计算机也变得越来越强大,科学家们开始寻找海洋变化影响大气的其他方式的证据。

Chikamoto在2017年将注意力转向了科罗拉多河。犹他州和落基山州的几个州坐落在河流系统的上游,这有助于缓解拉斯维加斯,凤凰城和洛杉矶的饮水。 这条河还产生了足够的水力发电,为超过75万户家庭提供了照明,其水域将加利福尼亚州的帝国谷从沙漠变成了农业聚宝盆。但政府预报员通常只提前7个月就能预测到它,部分依据的是降雪水平、气温趋势和历史记录。

Chikamoto和他的同事们想知道他们是否可以通过研究遥远的海洋状况来进行更长期的预测。他们采用现有的全球海洋和大气相互作用的计算机模型,并添加了温度和盐度方面的海洋历史数据。他们还增加了对被科罗拉多河及其支流排干的土地的土壤湿度(一种常见的干旱指标)的测量。

本月,科学家们在《地球与环境通讯》(communication Earth & Environment)上发表报告称,他们发现,在过去60年里,包括2012年在内的7个最严重的干旱年份里,经济衰退几乎总是发生在全球海洋温度多年变化之后。干旱发生前3至4年,热带大西洋地区出现了不寻常的温暖期,干旱发生前1至2年,北太平洋地区持续变暖,中部太平洋地区持续变冷。

为了测试这种方法的预测能力,科学家们使用他们的模型创建了一系列从1960年开始的10年预测。他们将这些预测与另外两个模型进行了比较:一个模型缺少额外的海洋数据,另一个模型使用前一年的干旱情况来预测下一年。他们还将预测结果与实际情况进行了比较。他们发现,在预测未来2年的情况下,他们对海洋的预测要比其他模型精确40%。

但Chikamoto提醒说,这种新方法并不是一个完美的水晶球。对于两年以上的预测,结果并不比抛硬币更准确。此外,研究人员发现,海洋温度模式只能解释科罗拉多州河水波动的38%。而且预报需要大量的计算时间和能量,这对大多数水资源管理者和政府天气预报员来说是不现实的。但Chikamoto说,研究人员确实开发了一种更简单的统计预测模型,适用于一年的预测。“这只是第一步。”

其他研究人员警告说,将海洋温度和干旱的相关性与因果关系混为一谈是危险的。谢尚平是斯克里普斯海洋学研究所研究海洋如何影响气候的气候动力学专家,他说这项新研究并不能解释热带大西洋的温度变化与太平洋温度或科罗拉多河地区降水的变化有什么联系。这让他质疑任何预测的准确性。“我认为,在物理死因被揭示和确定之前,统计模型总是可疑的。”

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