干旱增加了空氣中的二氧化碳濃度

陸地生態(tài)系統(tǒng)平均吸收30%的人為二氧化碳排放，從而緩和了大氣中二氧化碳濃度的增加。但是植物需要水才能生長。當(dāng)干旱發(fā)生，土壤干涸時(shí)，植物會減少光合作用，減少呼吸，以節(jié)約用水和保護(hù)組織。因此，它們不再能夠從周圍的空氣中捕獲二氧化碳，更多的二氧化碳留在空氣中。雖然這種效應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室中很容易觀察到，但測量它對整個(gè)地球的影響卻相當(dāng)困難。最大的挑戰(zhàn)之一是衡量全球干旱發(fā)生的地點(diǎn)和頻率。在一項(xiàng)新的研究中，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)土地氣候動(dòng)力學(xué)教授索尼婭?塞內(nèi)韋拉特納(Sonia Seneviratne)實(shí)驗(yàn)室的氣候研究員文森特?漢弗萊(Vincent Humphrey)利用創(chuàng)新的衛(wèi)星技術(shù)，測量了生態(tài)系統(tǒng)對水資源壓力的全球敏感性。這項(xiàng)研究是與法國氣候與環(huán)境科學(xué)研究所和英國?？巳卮髮W(xué)合作進(jìn)行的。

植物通?？梢酝ㄟ^根部進(jìn)入土壤深處的水。然而，傳統(tǒng)的衛(wèi)星只能看到地表的情況，無法測量地下有多少水可用。在過去的幾年中，一種新型的衛(wèi)星任務(wù)被用來測量地球重力場中極小的變化。研究發(fā)現(xiàn)，重力場的一些微小擾動(dòng)是由儲水量的變化引起的。當(dāng)某一特定區(qū)域發(fā)生重大干旱時(shí)，水量較少，因此該區(qū)域的重力略弱。這種變異如此之小，人類根本無法察覺。但是通過衛(wèi)星的測量，科學(xué)家們可以估計(jì)出地球上任何地方的儲水量的大規(guī)模變化，精確到4厘米。

利用這些新的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)，Vincent Humphrey和他的同事們能夠測量干旱對光合作用和生態(tài)系統(tǒng)呼吸的總體影響。他們比較了全球各大洲的總水質(zhì)量與大氣中二氧化碳增加量的年比變化。他們發(fā)現(xiàn)，在最干旱的年份，比如2015年，自然生態(tài)系統(tǒng)從大氣中吸收的碳比正常年份少30%左右。因此，與正常年份相比，2015年大氣中的二氧化碳濃度增長更快。另一方面，在2011年有記錄以來最潮濕的一年里，由于植被健康，二氧化碳濃度的增長速度要慢得多。這些結(jié)果幫助我們理解為什么大氣中二氧化碳的增長在一年到一年之間會有很大的變化，盡管人類活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳排放量相對穩(wěn)定。

在上個(gè)世紀(jì)，由于人類的活動(dòng)，大氣中二氧化碳的濃度一直在穩(wěn)步上升。文森特?漢弗萊(Vincent Humphrey)表示:“既然世界上大多數(shù)國家都同意應(yīng)該限制二氧化碳排放，我們現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)是，要比以往任何時(shí)候都更準(zhǔn)確地監(jiān)測人類的二氧化碳排放?！睘榱司_評估氣候政策的影響，研究人員必須首先建立植被模型，以量化和預(yù)測每年自然生態(tài)系統(tǒng)帶來的擾動(dòng)?！岸嗵澚宋覀兊男陆Y(jié)果，我們現(xiàn)在可以證明干旱的影響比迄今為止通過植被模型估計(jì)的更強(qiáng)，”Sonia Seneviratne強(qiáng)調(diào)說。最終，這些觀察結(jié)果將集成到下一代模型中。它們應(yīng)該提高追蹤二氧化碳排放的能力，并驗(yàn)證它們是否達(dá)到了國際氣候協(xié)議中設(shè)定的目標(biāo)。