天气观察站丨撒哈拉沙漠遭遇罕见洪水袭击全球变暖下干旱区暴雨事件或更加频发

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专家顾问:兰州大学大气科学学院教授王澄海

近期,撒哈拉沙漠部分地区遭遇罕见降水,雨量之大为数十年来少见,导致一些地方出现水从沙丘冒出的奇景,有些干旱地区甚至遭遇暴雨,引发洪水侵袭。

作为世界最大的沙漠,撒哈拉沙漠横跨北非、中非和西非的十几个国家。这里属于热带沙漠气候,是世界上最炎热干旱的地区之一,年降水量不足50毫米,有的地区一年之内滴雨不降。如今这里为何一反常态发生洪水?又有何影响?是全球气候变暖所致吗?类似极端天气气候事件今后会更为频发吗?

沙漠洪水的背后“推手”

撒哈拉沙漠处于副热带高压下沉区,降水主要集中在7月至9月,一般其西部年降水量相对较多,东部年降水量相对较少。此次发生较多降水的地区是摩洛哥,其位于北非的西北角,紧邻大西洋。此地区以往年均降水量不足250毫米,然而今年9月底,在摩洛哥首都拉巴特以南约450公里的塔古尼特村庄,24小时降水量超过100毫米,连续两天的降水量超过了该地区往年一年的平均降水量。如此短的时间内出现如此大的降水量,在过去三四十年间未曾有过。

撒哈拉沙漠南缘今年也经历了不寻常的降水。卫星影像显示,近期撒哈拉沙漠南缘长期干旱地带多发暴风雨,使得原本常年贫瘠的沙漠里出现不少绿色植物。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)气候预测中心数据显示,尼日尔、乍得、苏丹等国的部分地区,自7月中旬以来的降水量超过了正常值的4倍。

沙漠为何会发生强降水?

影响撒哈拉沙漠地区的主要天气系统有西非季风、热带辐合带、温带气旋等。西非季风是影响北非西部,尤其是撒哈拉以南萨赫勒地区降水的主要系统。每年夏季(6月至9月),南半球的暖湿空气从大西洋向北移动,带来季风降水。

专家分析,此次摩洛哥地区发生的暴雨与东大西洋上的温带气旋,即飓风“柯克”引导东大西洋的水汽进入干旱区有关。温带气旋是影响北非沿海地区的重要天气系统,尤其是在秋冬季节。当地中海上空的低压系统与湿润空气结合时,会给摩洛哥、阿尔及利亚、突尼斯等北非地中海沿岸带来降水。9月7日至8日,同样是受温带气旋影响,摩洛哥、阿尔及利亚、突尼斯和利比亚等国部分位于撒哈拉沙漠的地区降水量达10毫米至200余毫米。2023年9月,飓风“丹尼尔”在利比亚沿岸登陆,随之带来大量降水,量级相当于当地年降水量的2至10倍,部分地区甚至达到10倍以上。

沙漠洪水,一把“双刃剑”

今年9月以来,摩洛哥东南部塔塔省和拉希迪耶省等地区多次遭遇暴雨并引发洪水。强降水导致多地道路中断、基础设施被毁,民众生活受到严重影响。

暴雨过后,部分沙漠地区的水从沙中涌出,穿过沙丘和沙漠植物群,已经干涸了50年的伊里基湖被填满。在阿尔及利亚,迈拉赫盐沼也被雨水填满,实属罕见。

降水之后,水为何会从沙丘中冒出?其实这主要与沙丘渗透性和地形有关。由于沙子具有较高的渗透性,雨水会快速下渗并进入地下水层。当大量降水渗入地下后,会显著提高地下水位和水压。如果地下水层的水压超过地表层的承受能力,水便会通过沙丘或地表的裂缝、孔隙冒出地面。此外,在沙漠地形中,沙丘往往环绕着低洼地区,极端降水会在这些低洼地区积水,导致局部地下水压力增加,使水在这些区域通过沙丘渗出或冒出。

沙漠干旱区生态系统脆弱,缺乏应对降水的自然调节能力。因此,一旦沙漠中出现强降水,往往会给防护措施较弱的设施和人居环境带来破坏,其危害性甚至比内陆地区更大。

摩洛哥大部地区已连续6年干旱,农民不得不休耕,城市和村庄实行定量供水。然而,极端降水还可能引发洪水,冲毁农田、灌溉系统和农业基础设施。由于沙漠地区缺乏有效的防洪系统,洪水的破坏力往往十分严重,导致作物减产甚至绝收。因此,沙漠农业的发展在很大程度上依赖于降水的适度性和稳定性。

值得注意的是,降水虽然有利于植物生长,但沙漠中的动物与植物长期适应了干旱环境,突发强降水会造成水资源过量,反而会对一些动物与植物构成威胁。此外,沙漠地区通常较干燥,病原体繁殖能力较弱,但强降水过后,积水可能会滋生蚊虫,传播疟疾、登革热等疾病。

全球变暖或加剧沙漠极端天气气候事件的发生

随着气候变暖加剧,全球水文循环一方面会加速,另一方面会变得更加不稳定和不可预测。同时,由于极端天气气候事件的局地性特征,全球各地都面临日益严重的洪灾或干旱,以及旱涝急转带来的灾害挑战。有研究表明,全球变暖背景下,干旱区的暴雨发生频数也在增加。近年来,我国西北干旱区暴雨事件频发,在塔克拉玛干地区也出现过洪水。

极端天气气候事件虽然让一些长期干旱的沙漠地区变绿,但它扰乱了大西洋飓风的节律,让一些原本应该有雨水的地方遭受干旱影响,也让一些长期干旱的地区遭受洪水袭击。今年6月发表在《自然》杂志上的一项研究显示,随着全球大气中二氧化碳水平的增加和全球变暖,在未来几十年里,热带辐合带可能会向北移动更远,这意味着撒哈拉部分地区的降水可能会增多。

研究显示,近40年来,撒哈拉沙漠降水呈现增加趋势,平均每十年增幅达15.2%。撒哈拉沙漠降水也经历了显著的年代际变化,1971年至1990年代初,撒哈拉沙漠夏季降水经历了显著的干旱事件,这可能与1950年至1980年代末全球降水减少、萨赫勒地区干旱有关。1990年代初至2010年,干旱呈现出明显的恢复趋势,但在1992年出现突变,之后每十年降水增加18%。政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布第六次评估报告指出,自20世纪60年代以来,北非东部降水量超过10毫米的天数减少,连续干旱天数增加,而北非西部的暴雨和洪水事件有所增加。

那么未来一段时间,撒哈拉沙漠这种“一天下了一年甚至十年的雨”等极端降水事件会变得更加频发吗?

气候模式对撒哈拉沙漠地区未来降水的模拟预测结果显示,当全球升温水平达到2℃及以上时,撒哈拉沙漠东北部极端降水强度减弱,而西北和南部极端降水强度增加,“一天下了一年甚至十年的雨”等极端降水事件可能会变得更加频发。这与全球变暖背景下,海温升高、热带辐合带向北移动,从而导致热带气旋强度增加、频数增加、位置发生北移等因素有关。

(作者:吴鹏责任编辑:曹锐怡)