今天小編分享的科學經驗:塔克拉瑪幹沙漠發洪水!可是,沙漠怎麼會發洪水呢?,歡迎閱讀。
最近,新疆塔克拉瑪幹沙漠遭遇洪水。一米多深的水蔓延到公路上,有的車輛因此熄火,無法通行。更讓很多人出乎意料的是,洪水在塔克拉瑪幹沙漠并不罕見。
塔克拉瑪幹沙漠遭遇洪水|新疆廣播電視台
可是,沙漠在我們印象中明明是極度幹燥缺水的地方,怎麼還會發洪水呢?
水從哪裡來?
據新疆水利廳的報道,自 7 月 15 日以來,受高溫融雪和強降雨影響,新疆塔裡木河源流阿克蘇河、和田河、葉爾羌河相繼出現洪水過程;塔裡木河幹流阿拉爾河段(阿克蘇市)發生超警戒水位的洪水,其中新渠滿河段(沙雅縣)、英巴扎河段(輪台縣)相繼發生超保證水位洪水,部分河段高水位持續時間近 1 個月。目前,塔裡木河全線呈緩慢退水态勢。
發洪水的這些河,并不是普通的河,它們被稱為" 時令河 "。在夏天,它們和普通的河流一模一樣;但到了春冬季節,它們便會因為缺乏供水而消失,只留下一條幹枯的河道。這類河流的水源主要來自于附近高山的冰川和積雪的融水;另外,河流流經區網域的直接降雨(尤其山區夏季短時強降雨等)也是較為重要的水源。
時令河在地圖上會被标記為藍色的虛線,意味着這是季節性河流|自然資源部
我國最大的時令河——塔裡木河及它的支流,正好經過了塔克拉瑪幹沙漠。
塔克拉瑪幹沙漠地處塔裡木盆地,被天山山脈、昆侖山脈、阿爾金山脈三面環繞。天山山脈的海拔大多在 4000 米以上,昆侖山脈的平均海拔則為 5500 多米,它們的山頂常年被積雪和冰川覆蓋。每當氣溫升高,融化的積雪就會順着山勢流淌,匯聚成河。
而位于中間的塔克拉瑪幹沙漠就像一個存不住水的大漏勺,積雪的融水流着流着便 " 斷了頭 "。但在夏天的高溫之下,積雪融化的水變多,時令河就有機會衝過沙漠,彼此連接,變成大河。
白色的地方全是冰雪,融化後匯聚成時令河|Google Earth
因此,一旦氣溫升高又恰逢大雨,大量的積雪融水和降雨就會讓時令河的容量被瞬間塞爆,遠遠超過蒸發和滲入沙漠的速度,造成 " 沙漠地區發洪水 " 的場面。
多次熱浪 + 大量降水
最近一段時間的氣象條件,恰好導致了高溫和大雨,這是塔克拉瑪幹沙漠遭遇洪水的直接原因。
過去一個月,大陸暖高壓 / 青藏高壓控制上遊高山區(下圖綠圈)。在它的控制下,塔裡木盆地與周邊地區持續氣溫偏高,其中更有多次階段性熱浪。在此影響下,高山區網域的冰雪融水顯著增多,通過塔裡木河各源流湧入位于盆地内的幹流。多次冰雪融化的洪峰持續疊加,形成了持續約一個月長期、寬泛的洪峰。
7 月 22 日 -8 月 20 日對流層中層(500hPa,約 5500 米高)高度場(等值線)與其相對于常年同期的異常(填色)|日本氣象廳
7 月 22 日 -8 月 20 日全國相對于 1991-2020 年同期的氣溫距平,正值為偏高,負值反之,可以看到新疆地區的氣溫相對 1991-2020 年同期升高明顯|國家氣候中心
與此同時,最近塔裡木河上遊山區的總體降水也偏多。這些雨水在陡峭地形下快速匯聚,對中下遊幹流的洪澇起到了一定程度的影響。
7 月 12 日 -8 月 10 日全國降水相對 1991-2020 年同期距平百分率|國家氣候中心
最近幾十年,塔克拉瑪幹沙漠的氣溫和降水量都在不斷增長。而且,這種降雨出現得相當集中,在年平均降水量只有 100 多毫米的新疆,短短三四天内就會有超過 40 毫米的降水——從全年的降雨分布來看,這不是下雨,簡直就是潑水。
大量降水疊加高溫融雪,導致洪澇災害在夏季的新疆并不罕見。僅 2017~2021 年,新疆有記錄成災的暴雨山洪就達到 20 多次。2021 年,中石化西北油田玉奇片區就曾遭遇洪水襲擊,近 50 輛勘探車輛、3 萬套設備被淹,涉水面積達到 300 多平方公裡。
全球變暖,沙漠的洪水會越來越多嗎?
降水和高山區的高溫熱浪是引發洪澇的關鍵因子,從這兩者來看,在全球變暖的大背景下,後續洪澇事件增多的可能性很大。
雖然全球氣候變化對單次高溫熱浪、極端暴雨事件沒有必然作用,但最近數十年的觀測和模拟顯示,極端事件愈發嚴重、愈發常見的總體特征,與氣候變化有密切關聯。
氣候變化對全球的影響,不僅在于平均氣溫的升高,更在于氣溫總體偏離常态的幅度顯著增加。根據聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)在 2021 年進行的第六次評估報告,在全球平均溫度高出 19 世紀後半葉 1 ℃的當前,高溫熱浪事件的頻率已是 19 世紀後半葉的約 2.8 倍;而如果再進一步增暖 0.5 ℃,高溫事件的頻率則将是 19 世紀後半葉的 4.1 倍。
IPCC 第六次評估報告提及的 1850-1900 年(基準)、當前(高出基準 1 ℃)與未來不同可能情形下的高溫熱浪頻率與強度變化|IPCC
為什麼氣候變化會與高溫熱浪等端事件的頻率升高有關?目前較為被認可的一種解釋是反照率反饋機制:在當前的氣候變化下,北極海冰、高緯度積雪大幅融化,顯露的海表和陸地表面較先前的冰面更暗,反照率下降,從而吸收更多熱量,導致高緯度地區的升溫比北半球極地外更大,極地和熱帶間的溫差縮小。
根據氣象學熱成風原理,高空西風帶正是被極地和熱帶間溫差所驅動,如同一道天塹阻攔在極地與赤道間,使得南北兩側氣團難以輕易逾越。當溫差縮小,高空西風帶的強度會相應減弱,冷暖空氣更容易 " 衝破 " 阻礙而南來北往,更可能引發中高緯度地區更頻繁的極端事件。
從降水趨勢的角度考慮,在最近數年,尤其從 2018 年開始,塔裡木河的塔裡木盆地和周邊降水就有顯著偏多的特征。
2018-2023 年降水相對于 1981-2010 年平均變化
我們目前仍不确定,氣候變化對新疆地區的洪澇災害是否會產生長期影響;但部分研究 [ 3 ] 認為,至 21 世紀末期,新疆地區将呈現總體的氣溫顯著上升、降水量增加的趨勢;如果溫室氣體排放量更高(人為引發的變暖更嚴重),則會影響更大。這一模拟也在一定程度上表明,長期氣候變化因素可能導致新疆顯著暖溼化,導致更多的夏季洪澇事件發生。
CMIP6 多模式模拟的新疆區網域平均年均氣溫(a,部門:℃)和平均年總降水距平百分率(b,部門:%)的變化(相對于 1995~2014 年)|參考文獻 [ 3 ]
洪水并不能讓沙漠變成綠洲。相反地,沙漠地區的土壤結構松散,洪水可能引發嚴重的土壤侵蝕,破壞現有的植被并影響未來植被的生長。在如此迅猛的水力下,破碎的岩石很容易被侵蝕得七零八落,變成碎塊,這會使它們更容易被風化。比如塔克拉瑪幹沙漠腹地的風蝕蘑菇,若是底部遭受洪水的衝擊,便會一頭栽倒,慢慢消失在沙海之中。如果長期發生劇烈的洪水,這種力量甚至足以改變山體的形态,形成峽谷。
這也是為什麼新疆氣象局在提醒大家防範泥石流,如此大量的水從山上衝下來,要是再夾帶點石頭泥沙,可真不是鬧着玩的。
參考文獻
[ 1 ] http://www.igsnrr.cas.cn/cbkx/kpyd/zgdl/cndm/202009/t20200910_5692379.html
[ 2 ] 普宗朝 , 張山清 , 李景林 , 等 . 近 47 a 塔克拉瑪幹沙漠周邊地區氣候變化 [ J ] . 中國沙漠 , 2010, 30 ( 2 ) : 413.
[ 3 ] 董思言 , 石英 , 王朋嶺 , 等 .21 世紀新疆區網域氣候暖溼化趨勢預估(2024). 沙漠與綠洲氣象 ,1-13
作者:深思,風雲夢遠