東北地理所在未來氣候變化下全球干旱演化速度研究方面取得重要進展
氣候變化引起干旱頻發和強度增強，并呈現爆發速度加快的趨勢，對全球水安全、糧食安全和生態安全產生深遠的影響。干旱演化速度在很大程度上決定了干旱的持續時間、強度、嚴重性及其致災性，因而成為近年來氣象水文學領域研究的熱點和前沿。然而，已有研究多關注單一干旱類型的時空演變特征及多類型干旱之間的傳播過程，缺少從干旱事件內在過程（發展過程和恢復過程）視角對干旱演化速度的認識，給干旱監測、風險預估與有效應對帶來諸多挑戰。
東北地理所水文與水資源學科組利用第六次國際耦合模式比較計劃(CMIP6)中偏差矯正后的34個模式數據，基于標準化降水指數和游程理論，從瞬時發展速度（Instantaneous development speed,IDS）和瞬時恢復速度（Instantaneous recovery speed,IRS）兩方面量化了干旱內在演化過程，評估了全球未來氣候變化下不同共享社會經濟路徑情景（SSP245和SSP585）及不同升溫水平（1.5°C、2°C和3°C）下全球干旱演化速度。
圖1.?基于游程理論的干旱瞬時發展速度和瞬時恢復速度的定義
研究發現，在1950-2014年，全球范圍內干旱發展速度普遍快于恢復速度，且干旱發展速度較快的區域往往干旱恢復速度也相對較快。研究確定了八個干旱IDS和IRS均較快的熱點地區，分別是阿拉斯加、加拿大西北部、南美洲中西部、地中海沿岸-北非、南非中部、澳大利亞西北部、中國干旱半干旱區及內蒙古、俄羅斯遠東西北部（圖2）。
圖2. 1950-2014年全球的干旱瞬時發展速度（a）和瞬時恢復速度（b）的空間分布。黑框表示全球八個干旱發展和恢復速度較快的熱點區域。
與歷史時期相比，SSP245情景下全球約69.5%的區域干旱發展速度加快，29.4%的區域干旱發展速度減慢；干旱恢復速度將主要呈下降趨勢，約53.1%的陸地區域干旱恢復速度將會變慢。SSP585情景下，全球大部分地區IDS和IRS將會下降，尤其是北半球高緯度地區IDS和IRS下降最為明顯，但北半球低緯度地區IDS和IRS將會增加；全球約43.3%的區域IDS將會加快，55.7%的區域IDS變慢；IRS變慢的全球面積占比達75.1%（圖3）。
圖3. 與歷史多模型集成均值比較，SSP245和SSP585情景下干旱瞬時發展和恢復速度的相對變化（%）。正值表示干旱發展或恢復過程的加速，反之亦然。
隨著全球變暖加劇（1.5°C、2°C和3°C），IDS和IRS較快的區域將擴大，低IRS區域將縮小，但IDS較慢的區域也會增加。在SSP245和SSP585情景下，八個歷史時期的熱點地區在未來不同升溫水平下仍將持續存在，但變化趨勢各異（圖4）。
圖4. 與歷史多模型均值相比，SSP245和SSP585情景下不同升溫水平（1.5℃、2℃和3℃）下干旱瞬時發展速度（IDS）和瞬時恢復速度（IRS）的相對變化（%）。
本研究為氣候變化下干旱演化及其風險評估提供了重要見解，強調在制定應對策略時考慮干旱演化速度變化的必要性，對全球氣候變化下干旱監測、風險預估與有效應對有重要的參考意義。
研究成果近期發表在國際學術期刊《Journal of Hydrology》，中國科學院東北地理與農業生態研究所碩士研究生孫嘉豪和博士研究生章清松為共同第一作者，吳燕鋒項目副研究員為通訊作者。該研究得到國家重點研發計劃資助項目（2021YFC3200203）、國家自然基金項目（41877160）等項目共同資助。
論文信息及鏈接如下：
Sun Jingxuan,Zhang Qingsong,Xu Y. Jun,Liu Xuemei,Chen Liwen,Zhang Guangxin,Wu Yanfeng*. Will drought evolution accelerate under future climate?Journal of Hydrology,2024,132552. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.132552
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