火山爆发使全球干旱区明显变湿

全球干旱区占陆地面积的41%，全球38%以上的人口居住于此。作为对天气转变和天然灾难最敏感的地区之一，理解干旱区对辐射强迫的相应具有紧张科学和社会意义。前人研究集中于人为外强迫（如温室气体，人为气溶胶等）对干旱区天气转变的影响，对天然外强迫的影响关注较少。火山爆发作为天然外强迫中引起大幅度辐射强迫转变的因子，能够通过喷发产生硫酸盐气溶胶，削减到达地面的太阳短波辐射，产生冷却作用。理解火山爆发对干旱区降水的影响具有紧张的科学意义。

　　最近，中国科学院大气物理研究所博士研究生左萌在其导师引导下，通过对多套长时间尺度的重修资料、高分辨率的观测资料以及曩昔千年多成员天气模式模仿效果的分析，指出火山爆发对全球干旱区降水的影响及其物理机制。详细来讲，位于不同纬度的火山爆发后次年均对应着全球干旱区降水的增长，但背后的物理机制不同。他们基于模式效果使用水汽收支和准地转垂直活动方程发现与环流转变相干的动力过程在降水转变中起着主导作用。北（南）半球火山爆发后南（北）半球干旱区降水的增长是由加强的越赤道气流带来的暖平流造成的；热带火山爆发后全球干旱区降水的增长重要受季风-沙漠耦合机制的控制。此外，该研究还将分析延长到极端降水转变上，选取了延续干燥指数和延续湿润指数表征极端干湿转变。效果注解全球干旱区极端降水的相应与平均降水分布同等，但在区域尺度上相应更敏感。极端降水的转变说明了虽然火山爆发后干旱区平均降水增长，持续干天削减有利于社会生产，但同时持续湿天的增长以及其他极端强降水的增长也会为生态脆弱的干旱区带来天然灾难。

　　“这一工作的价值之一在于使用了多套重修资料、观测资料首次周全揭示火山爆发后全球干旱区的降水相应，并使用物理诊断方法定量分析了决定降水相应的因子，这有助于深入理解不同纬度火山影响干旱区降水的不同物理过程，并对CMIP6的年代际天气展望计划（DCPP）、地球工程（Geoengineering）中的注入硫酸盐气溶胶试验具有紧张参考意义”，该文第一作者左萌说。

　　上述成果近日在Journal of Geophysical Research: Atmospheres杂志发表。

　　关键词：火山爆发 全球干旱区 环流转变 极端降水

　　参考文献：

　　Zuo, M., Zhou, T. *, & Man, W. (2019). Wetter global arid regions driven by volcanic eruptions. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 124. https://doi.org/10.1029/2019JD031171.

　　https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019JD031171

图1. 三类火山爆发后全球干旱区的干湿转变及物理机制的示意图。 (a) 北半球火山；(b) 热带火山；(c) 南半球火山。