为什么地中海是关键的气候变化热点

麻省理工学院的分析揭示了许多模型预测的严重降雨下降的基础。

尽管全球气候模型在许多方面存在差异，但他们对此达成共识：在未来的几十年中，地中海地区将非常干燥，冬季雨季的降水量可能会减少40％。

麻省理工学院研究人员的分析现在发现了解释该地区异常影响的潜在机制，特别是在中东和西北非洲。该分析可以帮助完善模型，并增加其预测的确定性，这对该地区的水资源和农业管理具有重要意义。

这项研究由麻省理工学院的研究生亚历山大·图尔（Alexandre Tuel）和土木与环境工程教授Elfatih Eltahir进行，最近发表在《气候杂志》上。

地球不断变化的气候的不同全球环流模型都认为，几乎每个地方的温度都会升高，而在大多数地方，降雨也会升高，部分原因是更温暖的空气可以携带更多的水蒸气。但是，“有一个主要的例外，那就是地中海地区，”埃尔塔希尔说，这表明地球上任何陆地的预计降雨量下降幅度最大。

他说：“尽管存在所有差异，但所有模型似乎都同意这种情况会发生。”尽管它们的下降幅度有所不同，从10％到60％不等。但是以前没有人能够解释原因。

Tuel和Eltahir发现，地中海地区的这种预计干燥是气候变暖的两种不同影响相结合的结果：高层大气环流的变化以及陆地和海洋之间温度差的减小。这两个因素本身都不足以解释降雨量的异常减少，但是将这两种现象结合起来可以完全解释模型中出现的独特干燥趋势。

第一个效应是一个大规模现象，与称为中纬度急流的强大高空风有关，这会在欧洲，亚洲和北美推动强烈，稳定的西风向东风型。图尔说，这些模型表明，“随着气候变化而发生的强有力的事情之一是，随着全球温度的升高，您将增加这些中纬度喷气机的强度。”

但是在北半球，这些风遇到了障碍物，山脉范围包括落基山脉，阿尔卑斯山和喜马拉雅山脉，这些共同给这种稳定的环流赋予了一种波动模式，导致高低气压交替出现。高压与晴朗，干燥的空气有关，而低压与湿润的空气和暴风雨系统有关。但是随着空气变暖，这种波动模式会改变。

Tuel解释说：“碰巧，地中海所处的地理位置以及高山所处的地理位置以一种在地中海上形成高压区域的方式，影响了大气中高气流的分布方式。”该高压区域形成了一个干燥的区域，几乎没有降水。

但是，仅靠这种影响并不能说明预计的地中海干旱。这就需要增加第二种机制，即减小陆地和海洋之间的温差。气候变化将大大减少这种有助于驱动风的差异，因为陆地的升温速度比海洋快得多。

图尔说：“与其他地区相比，地中海真正的不同是”。“基本上来说，您是被大洲包围的大海，这在世界上其他任何地方都不会发生。”虽然模型显示在未来的一个世纪中，周围的陆地变暖了3至4摄氏度，但海洋本身只会变暖约2摄氏度左右。他说：“基本上，水和土地之间的差异会随着时间而变小。”

反过来，这会放大压力差，从而增加高压区域，从而驱动围绕地中海盆地的风向顺时针循环。并且由于局部地形的特殊性，预测显示受干旱趋势影响最大的两个地区将是包括摩洛哥在内的西北非洲和包括土耳其和黎凡特在内的地中海东部地区。

研究人员说，这种趋势不仅是一种预测，而且已经在中东和北非西部的近期气候趋势中变得明显。埃尔塔希尔说：“在这些地区，我们已经发现了降水量的下降。”他说，在本已干燥的地区，这些降雨的减少甚至可能导致了该地区的政治动荡。

埃尔塔希尔说：“我们从观测到的降水记录中证明该东部地区已经经历了降水的显着下降。”他说，现在已经了解了潜在的物理过程，这将有助于确保该地区的计划者认真对待这些预测。他说，这将使他们“了解改变发生的确切机制”，从而提供更大的信心。

Eltahir一直在与摩洛哥的政府机构合作，以帮助他们将这些信息转化为具体的计划。他说：“我们正在尝试采用这些预测，看看会对水的可用性产生什么影响。”“这可能对摩洛哥如何规划水资源以及他们如何开发可通过改善田间规模的水资源管理，或者通过采用更高技术的精准农业来减轻这些影响的技术产生很大影响。 ”

参考：“为什么地中海成为气候变化的热点？”由A.Tuel和E.A.B.Eltahir撰写，2020年6月8日，气候杂志.DOI：
10.1175 / JCLI-D-19-0910.1

这项工作得到了摩洛哥穆罕默德六世理工大学和麻省理工学院之间合作研究计划的支持。