美国部分地区沙尘水平20年翻一番

美国部分地区沙尘水平20年翻一番

 
 
美国部分地区沙尘水平20年翻一番  
 

美国德克萨斯州大草原上的沙尘暴。 图片来源:KEITH LADZINSKI/NATIONAL GEOGRAPHIC

本月早些时候,一场沙尘暴横扫美国大平原,形成了一道在太空中都能看到的沙尘墙,这道沙尘墙从科罗拉多州东部一直延伸到内布拉斯加州和堪萨斯州。这个场景就像20世纪30年代的沙尘暴那样,当时农民经常看到田地里的土壤被剥离,形成令人窒息的沙尘暴。

近日,《地球物理研究快报》发表的最新研究显示,在过去的20年里,由于该地区干旱频发、农田面积扩大,大平原上的沙尘暴变得更加常见和强烈。领导该研究的美国犹他大学大气科学家Gannet Haller说:“研究结果表明,临界点正在接近,20世纪30年代的情况可能会重现。”

研究合著者、美国海军研究实验室气象学家Andy Lambert说,沙尘暴不仅造成了土壤养分流失、农业生产力降低,而且还对人们健康构成威胁。灰尘中含有的超细颗粒,可以穿透肺部细胞,导致肺病和心脏病。

Lambert在回顾美国航空航天局的卫星数据时意外地发现了这一趋势。无论他将数据追溯多远,这种趋势仍然存在。Lambert及其同事利用该地区的尘埃传感器网络,证实了卫星数据的内容,并将这一趋势推后了20多年。这些发现表明,在美国大平原的大部分地区,沙尘的水平在过去20年里翻了一番。Hallar指出,在每年的春秋季,也就是种植和收获时节,沙尘的水平会达到峰值,这也证明了农业发展对沙尘的影响。

研究者将最初的沙尘暴事件归咎于气候和农业驱动的共同作用。从20世纪20年代开始,大平原的农田面积大幅扩大,这在很大程度上要归功于机械化耕作和简易耕作。之后的10年里,该地区又发生了一场持续干旱,包括1934年和1936年破纪录的高温热浪。

多项研究成果解释了气候变化是如何使该地区变得干燥的。《自然—气候变化》5月发表的一项研究称,温室气体使20世纪30年代那样的热浪更有可能发生。《科学》4月发表的一项研究指出,美国西部大部分地区正处于一场持续时间很长的大爆发边缘,其规模可能超过1000多年来的任何一次爆发。该研究作者、美国哥伦比亚大学拉蒙—多哈堤地球观测站沙尘暴专家Kasey Bolles说:“我们真的处在一个关键时刻,干旱可能会再次像20世纪30年代那样严重。”

农业的重新扩张加剧了这一问题。在美国鼓励使用可再生燃料的政策推动下,精炼厂开始将玉米转化为生物燃料,于是附近的草原被开垦以种植玉米,土壤在一年中的关键时刻暴露在外。Lambert表示,大部分农业扩张都是在不太合适的土地上进行的。尤其具有讽刺意味的是,生产这些生物燃料所承诺的本意是为了保护环境。Haller强调了两者之间的联系,研究发现新农田和下风地区之间联系紧密,那里的沙尘含量增长最快。

令Lambert担心的是,20世纪30年代的情况可能会重演。当时,沙尘从土壤中带走了重要的营养物质,导致作物减产,因此需要翻耕更多土地,从而破坏了稳定的地面覆盖物,增加了沙尘供应。

Bolles还有另一个担忧。她表示,最近的研究表明,20世纪30年代最严重的沙尘不是来自田地本身,而是来自散布在平原周围的边缘草原,这些草原在严重干旱中枯萎,土壤暴露在风中。随着全球变暖带来的地区气候模式变化,她担心这些草地,并准备迎接沙尘暴的第二次来临。(来源:中国科学报 辛雨)

相关论文信息: https://doi.org/10.1029/2020GL090347

 

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