昔日干枯湖泊河流重现，新疆正在变为塞上江南？

昔日干枯湖泊河流重现，新疆正在变为塞上江南？

来源：地理公社

水文资料
是非常重要的气候变化信号
在新疆26条主要河流中
18条河流的平均年径流量
均有显著增加
1987-2000年平均年径流量
较1956-1986年
增幅为5%-40%


制图丨地理公社丨杜卓异
1987-2000年新疆河流平均年总径流量较1956-1986年增加了62.1亿方，增幅为7%。

降水量
是更为直接的指标
1987-2000年的平均年降水量
与1961-1986年的平均值比较
新疆北部增加了22%
南部增加了33%
天山增加了12％
祁连山区、河西走廊中西部
以及青海高原的部分地区
平均增加幅度在10%-20％之间

（请横屏观看）

黑河发源于祁连山区，从1980 年代中后期开始，出山径流持续增大。摄影｜查理

随着降水量的增加
利用NOAA/AVHAR卫星监测数据分析
发现1981-2001年
西北全区植被显著改善区域
达到13%
主要改善地区为
新疆西部、北部及南部和田附近
甘肃河西走廊及兰州附近
宁夏银川平原和陕北榆林附近


动画丨地理公社丨杜卓异
降水量的增加以及人为因素，对植被改善起了决定性作用。

植被的改善
以及风速的降低
大大降低了
沙尘暴的发生频率
1990年代相比1960-70年代
全国沙尘暴总日数
断崖式下降


制图丨地理公社丨杜卓异
从逐年全国沙尘暴总日数变化可看出，20世纪60-70年代沙尘暴最多，80年代中期以后降至平均水平以下。

2002年
施雅风团队评估西北气候变化时
降水增加主要在
西北地区中西部
包括新疆、甘肃河西走廊及青海部分地区
并预言西北地区东部
也将向暖湿转变
经过十几年的变化验证
监测数据显示
2004年之后
陕西、甘肃东部的降水如同预期
开始缓慢增加
最近几年降水增加更加明显
而地面植被
也以肉眼可见的速度逐渐恢复


陕西延安市吴起县铁边城镇三谷窑村地处黄土高原，图为2012年（上）和1984年（下）的景象对比。供图｜新华社

毛乌素沙地是我国四大沙地之一
位于陕西省榆林市和内蒙古鄂尔多斯市之间
总面积为3.8万平方公里
与宝岛台湾面积相当
近年来
沙地的生态状况全面好转
榆林市沙化土地治理率已达93%
毛乌素沙地作为一个名词
即将成为历史


1949年以前，榆林市林木覆盖率只有0.9%，如今森林覆盖率提高到33%。摄影｜马里奥

从沙进人退
到绿进沙退
毛乌素沙地的历史性转变可以归结为
七成在人
三成在天

2000年以后
当地降水量平均每年增加5.7毫米
近50年来
毛乌素沙地南缘年平均降水量为425毫米
而2017年则增加到637毫米
相当于
北京的年降雨量


毛乌素沙地黄河银川段生态区。摄影｜图图看客

2000年以后
西北地区的暖湿化趋势
更加明显
并开始向青藏高原扩展
近20年来
伴随着降水的增加
青藏高原的湖泊大量扩张
极端降水事件也明显增加


近四十年来，青藏高原在5至6月的初夏时节，降水呈显著增加趋势，受此影响植被明显变绿。摄影｜张超音

2011年8月中旬
可可西里腹地持续降雨
卓乃湖水面快速上涨
9月14日
引发东岸溃决
溢出的洪水在高原面上
冲出一道深宽的洪沟


卓乃湖东岸决口处出现的跌坎小瀑布，高达5米。摄影｜杨勇

十几亿立方米的湖水
奔腾而下
流进了东边的库赛湖
引发连锁反应
随后库赛湖湖水外溢
与其东边的海丁诺尔湖及盐湖相连
2020年7月
盐湖面积扩展到200平方公里
湖泊水位仅比分水岭最低处低4米
一旦溃决
湖水最终通过清水河
汇入长江北源楚玛尔河
成为长江最北源


制图丨地理公社丨杜卓异
2020年，盐湖疏导应急工程完工，湖水被引流到地势低洼的地方，盐湖水位逐渐趋于稳定。

整个西北六省
由于降水量增加
植被生长季NPP
即植物净初级生产力
总体上呈增加趋势
并且在1999年
发生突变
由不显著增加变为显著增加


制图丨地理公社丨杜卓异
净初级生产力显著上升区域主要在农牧交错带附近。

各项监测数据显示
施雅风当年推测的暖湿时期
在西北东部提前出现
整个西北地区
已经全面呈现出暖湿化趋势
但这种趋势是属于
年代际
百年际
还是更长时间尺度的气候变化
科学界一直未有定论

丨

叁   温暖大中国，世纪之变还是昙花一现

中国西北地处在亚洲大陆内部
远离海洋水汽源
沙漠和戈壁广布
严格限制了为空中补充本地水汽
从而降低了降水增加率
数百年来
过度的地下水开发
植被破坏
土壤水分减少
这些也增加了气候转型的困难


制图丨地理公社丨杜卓异
西北地区降水稀少，因此干旱和水资源紧缺是西北地区的重要特征。

近年来
西北地区河川径流加大
除了降水增加
冰川消融加剧是一个重要因素
西北干旱区共有现代冰川
22240条
面积27974 平方公里
随着气候变暖
冰川消融扩大
估算1960-1995年间
西北冰川已减少1400平方公里
相当于减少了8%

（请横屏观看）

2020年10月，在海拔近6000米的阿尼玛卿冰川积累区顶部，第二次青藏科考三江源冰川科学考察分队，成功钻取一支总长度为170米的高质量山地透底冰芯，为研究该区域过去几千年以来气候和环境变化提供了准确科学信息。摄影｜陈春石

祁连山的冰川退缩更为严重
根据中国第二次冰川编目统计
祁连山地区冰川共有2684条
面积1597 平方公里
与第一次冰川编目相比
冰川退缩了420.81 平方公里
从1956年到2010年
五分之一的冰川消失了


制图丨地理公社丨杜卓异
当冰川厚度严重变薄，末端迅速后退减少的消融量超过面上增加的消融量时，冰川融水将会迅速下降。

对于西北水资源的前景
国家气候中心首席研究员姜彤
并不乐观
由于冰川退缩到一定程度后将
无冰可化
他认为到2050—2070年
西北地区河流径流量可能
不再增加
气候地理格局决定了
西北地区不会变成江南

（请横屏观看）

柴达木盆地绝大多数地区年降水不足100毫米，但潜在蒸发量超过2000毫米，极为干旱。摄影｜张超音

丁一汇院士
国家气候变化专家委员会副主任
他对西北暖湿化前景
持谨慎乐观态度
通过水汽来源分析
丁一汇发现
外来水汽对降水效率和降水量的贡献
远远大于本地水汽的贡献
因而外来水汽的增加是西北变湿的
主要原因
即使将来冰川融水减少
只要外来水汽不减少
西北的河川径流到21世纪中叶
仍有可能增加


制图丨地理公社丨杜卓异
对于西北降水产生的贡献率，西北地区之外的水汽供应者约为区域内循环的20倍。

具体而言
西北外来水汽主要来自
太平洋
阿拉伯海
印度洋
随着北极变暖
海冰的快速融化
来自北冰洋的水汽也在增加


制图丨地理公社丨杜卓异
四个地方的水汽集中到西北，水汽输送加强，西北降水增多。

西北地区的水汽输送
不仅受到来自大西洋和北冰洋的
西风气流的影响
还有南亚季风和东亚季风的入侵
同时还受青藏高原地形的
深厚影响


西南暖湿气流经青藏高原和东部雅鲁藏布江峡谷进入西北地区，其活动和夏季风一致。供图｜NASA

通过分析西北变湿的季节性差异
丁一汇认为
西北的暖湿化主因
并不是局地或区域性原因
而主要由大尺度环流的变化造成
全球变暖驱动水循环加剧
可能是西北气候暖湿化的
根本原因


动画丨地理公社丨杜卓异
据Bengtsson L（1997）估算，当温室气体加倍时，海洋向陆地水汽输送量将增加11%，陆地上的蒸发量将增加5%，陆地上的降水量将增加8.5%，从大陆回流到海洋的径流量也将增加10.3%。他估计的温室气体加倍时间出现在2030-2040年间。数据来源：《中国西北气候由暖干向暖湿转型问题评估》

2019年
全球平均气温比工业革命前
高1.1摄氏度
2009-2018年
是过去1700年以来最暖的10年
受此影响
1980年以来
全球水循环都在加强
全球陆地降水从1950年以后
都在增加
1990年代以后
出现快速增加趋势


动画丨地理公社丨杜卓异
数据来源：NASA的全球雨量监测卫星

在全球变暖的大背景下
中国西北地区
自19世纪60-80年代小冰期结束后
基本上处于向暖干化发展
20世纪80年代以来
气温上升的势头更加强烈
实测记录表明
中国西部气温
以每10年0.3℃趋势上升
1987-2000年与1961-1986年相比
西北地区平均气温升高了0.7℃


2018年7月31日，新疆哈密市小堡区域突降特大暴雨，1小时最大降雨量达到110毫米，而当地历史最大年降雨量为52.4毫米。 供图｜中新社

过去30年
是最近1400年来气温最高的30年
持续升高的温度
正在逼近
距今3-4万年前间冰期时代的气温
当时
中国出现了特殊的暖湿气候
西部河湖众多
阔叶树种类丰富
青藏高原降水量
比现代要高出40-100%
柴达木盆地的湖区面积达到
2.5万平方公里
湖面高出现代50-60米


制图丨地理公社丨杜卓异
甘肃民勤县境内的白碱湖现在虽是一片盐滩，在3万多年前湖面却达1.6万平方公里，与北京面积相当。

施雅风有关西北地区气候转型的
评估报告中
综合考虑太阳黑子周期长度变化
以及温室气体与气溶胶变化
预测至21世纪末
西北气温增幅可能达到2.67℃
根据古里雅冰芯的记载
这个温度相当于
6000-7200 年前的全新世大暖期鼎盛阶段
此时
正值仰韶文化时期
中国的农业与人口均有很大发展
青海湖年降水高于现代70%-80%
内陆湖泊均处于高水位
沙漠大为萎缩


动画丨地理公社丨杜卓异
仰韶文化是黄河中游地区一种重要的新石器时代彩陶文化，其持续时间大约在公元前5000年至前3000年。

预测至2050年
西北各省区平均气温将上升1.94℃
这个气温相当于
公元3世纪左右的秦汉暖期
此时
甘肃民勤的猪野泽超过4000平方公里
有109 万军民在鄂尔多斯高原生活
罗布泊是一片水草丰美的大湖
滋养了楼兰古国14000人口
“广袤三百里，其水亭居，冬夏不增减”
成为丝绸之路的咽喉


动画丨地理公社丨杜卓异
汉代的罗布泊水域广大，分布在塔里木盆地边缘的塔里木河、孔雀河、车尔臣河以及疏勒河均流入这个洼地。数据来源：《塔里木河的变迁与罗布泊的演化》

古气候相似研究表明
数百年至千年级暖期
通常表现为暖湿型气候
降水增加
径流丰富
植被茂盛
而气象学家竺可桢1972年发表的
《有关中国近五千年来气候变迁的初步研究》
则佐证了这个结论


竺可桢（1890年—1974年），作为中国现代气象科学的奠基人，他关于气候变化的一系列奠基性研究，对于今天认识这一全球重大问题，具有基础的科学意义。摄影｜敖恩洪

结合史学、物候、方志和仪器观测
竺可桢将过去5000年的气候变化
大致划分为4个温暖期和4个寒冷期
在公元前3000年至公元前1100年的
第一个温暖期
黄河两岸长满青翠的竹子
野象在中原大地奔跑
第二个温暖期对应的是
春秋战国和秦汉时期
齐鲁地区可一年两熟
第三个温暖期是隋唐时期
长安城冬季经常无冰雪
可种梅花与柑桔
第四个温暖期对应北宋至元中叶
回暖程度不高
象群栖息的北界已移至南岭以南


制图丨地理公社丨杜卓异
从温度变化曲线分析，中国目前的平均温度已经与第三个暖期隋唐相仿。


温暖中国
正在进行时
这不是全球变暖之下
一个小小的插曲
更不是于我们的生活相去甚远的
茶余饭后
气候
这只翻云覆雨手
在当下以及可见的未来
势必对全球以及我们的国家和民族
产生无法估量的影响

竺可桢先生的论文发表于
上个世纪70年代
当时虽未明确是否进入下一个
温暖周期
却揭开了中国变暖的冰山一角
为冷暖周期的理论奠定了坚实的基础
施雅风先生从西北暖湿化入手
大胆假设
小心求证
接力完成了
中国第五个温暖周期的蓝图描绘

“年衰未敢忘忧国，志寄新生兴九州”
中国老一辈科学家
以他们认真的治学态度
无坚不摧的果敢坚毅
筚路蓝缕
只想为饱经沧桑的国家和民族
辨别方向
保驾护航

人们常常因科学的严谨
而将科学家冠以刻板的印象
但事实上
以天下为己任的情怀
往往是科学家们更为宝贵的品格
对他们而言
以贡献感为指引
无所谓得失的探索与牺牲
既是幸福的
更是自由的


柴达木盆地瑞雪。摄影｜Master

“那丰茂碧绿的夏天和五彩斑斓的秋天
似乎成了遥远的过去
荒漠的大地将要躺在雪白的大氅下
闭住眼回忆自己流逝的日月
大地是不会衰老的
冬天只是它的一个宁静的梦
它将会在温暖的春风中苏醒过来
使自己再一次年轻”
——《平凡的世界》陕北作家 路遥


创作团队
撰文：k2k2k2
图片：赵    嘉
地图：杜卓异
审核：沈永平
头图：Anton Balazh

参考文献：
1.《中国西北气候由暖干向暖湿转型问题评估》施雅风，气象出版社
2.《近50年来中国西北地区干湿状况时空分布》靳立亚、李静、王新、陈发虎，地理学报
3.《中国气候》丁一汇，科学出版社
4.《中国东部6区域近1000 年干湿序列的重建和气候跃变分析》张德二、刘传志、江剑民， 第四纪研究
5.《华北地区 500 年滑动平均降水场序列重建》荣艳淑, 屠其璞.. 气象科技, 2004, 32(3): 163-167
6.《2000 年来我国旱涝气候演化的阶段性和突变》张丕远, 葛全胜, 张时煌等. 第四纪研究, 1997
7.《2000—2015 年中国荒漠化土地识别和监测》胡云锋、张云芝、 韩月琪，干旱区地理，2018年11期

来源：地理公社，在此特别致谢。