灌溉降温“粉饰”气候变暖 专家:非长久之计

2010-10-11 14:19 来源: 科学时报
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  广泛使用的农业灌溉系统在喂饱人类上作出了一定贡献,而最新的一项研究发现,在某些地区,灌溉带来的降温效应或许可以暂时性地中和气候变暖问题。但科学家也同时警告,对地下水的长期过分使用,最终可能会使人类陷入食物短缺和气温进一步攀升的双重困境。

  一篇发表在《地球物理学杂志》上的论文指出了问题的症结所在。

  美国航空航天局(NASA)戈达德太空研究所下属哥伦比亚大学地球研究所的水文学家Michael Puma是这篇文章的第一作者,他说:“灌溉确实能够显著降低人类居住区的局部气温。但一个非常重要的问题是,灌溉究竟在多大程度上蒙蔽了人类?未来我们把水都用完后,气温又会如何变化?”

  灌溉到底能够产生哪些影响?

  研究者给出了一些吸收碳排放以及促进地球降温的方法。比如,海洋和植被可以吸收一定的碳,但最近有研究表明,这一吸收速度可能正在放慢。此外,人类还释放一些能够反射太阳光线的粒子来达到降温的目的,但这些粒子也同时带来了空气污染。然后就是灌溉用水吸热降温。

  灌溉到底能够产生哪些影响?科学家们对此还是一知半解。在过去的一个世纪中,灌溉农田的面积扩大了4倍,相当于4个得克萨斯州那么大。Puma和该论文的共同作者、哥伦比亚大学拉蒙―多尔蒂地球观测所的气候学家Benjamin Cook最早注意到了这一问题。

  通过对过去一个世纪以来气温、降水和灌溉发展趋势等数据的模型模拟分析,研究者试图找到灌溉对全球气候的历史性影响。他们发现,从上世纪50年代开始,随着农业灌溉普及率暴增,降温效应也相应开始抬头;雨量充沛地区的降水则越来越多地向下游流去。

  而在温暖干旱的地区,灌溉促进了植物的蒸腾作用,使得它们更多地向空气中释放水蒸气。当土壤较为湿润的时候,部分太阳能就从加热土壤转化成了蒸发水汽,这就带来了降温效应。这个道理,就和游完泳之后晒晒太阳,会让人感到神清气爽一样。

  局部降温效应不容小觑

  尽管从全球角度看,灌溉的降温效应微不足道,大概只能将气温降低0.1摄氏度。但要是从局部地区来看,这种冷却作用还是比较明显的。

  研究者发现,印度河流域是灌溉降温效应最明显的地区,降温幅度达到了3摄氏度。而其他的一些灌溉十分频繁的地区也达到了1~2摄氏度,比如美国加利福尼亚州的中央峡谷,以及中国的部分地区。欧洲、亚洲和北美洲的其他主要灌溉地区则有0.5摄氏度。

  本研究还发现,灌溉可能会以一些其他的方式塑造地球气候。比如它会使得欧洲和亚洲部分灌溉地区的下游平均每天的降雨量增加高达1毫米。还有迹象表明灌溉可能会改变亚洲的季风,该季风带来的降水养活了全世界一半的人口。不过研究者也强调,这些结论有待进一步验证。

  研究意义影响深远

  “之前的模型研究多为理想化的实验,而这次的研究和现实状况更加吻合。”David Lobell说,他是美国斯坦福大学的一名科学家,致力于研究农业对气候的影响。“这一研究在时间和地域尺度上给人们提供了一些非常有趣的结果,这会激发科学界进一步展开探讨,尤其是在农业领域。”他说。

  哥伦比亚大学地球研究所水文中心主任Upmanu Lall表示,灌溉日益普及是由于它能够增加作物产量,养活了数百万的小农场主,但现在诸如印度和中国一些地方的地下水已经不足以满足灌溉的需求了。

  “不管是从近期还是长远来看,对于气候的预测都是十分重要的。它关系到对于气候动荡的预估,有助于提高食品安全。”Lall说,“这一研究提醒人们注意到在建立区域或全球气候模型时加入灌溉数据的重要性,以便能够在有限的环境条件下,更好地管理我们的土地、水源和食品。”