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1、Sahel气候与环境变化研究进展(初稿)Sahel气候与环境变化研究进展*国家重点基础研究发展规划项目(G1999043404)资助史培军龚道溢北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室资源科学研究所北京100875摘要:对Sahel地区气候及环境变化的研究,对理解和加强我国干旱半干旱地区许多相关问题有较好的借鉴意义。Sahel地区的干旱化持续了近30年,虽然1999年降水出现了自1968年以来的最高值,但整个1990年代降水仍然偏低。造成Sahel降水波动的因素包括大西洋海表温度,陆面反馈,全球变暖等。其中海洋的影响起重要作用,在某些年
2、份里土壤水分可能会起到比较大的作用。而大气内部的动力作用则可能没有明显影响。从大尺度看人类活动对此地区整体环境和气候的变化贡献不大。关键词:Sahel;气候;环境1前言Sahel地区地处Sahara大沙漠的南边半干旱地区,年降水量在100~400mm之间,年际变率很大。从1960年代后期开始,Sahel地区降水持续偏少,一直到1990年代,严重的干旱持续了30多年之久,这是20世纪持续最长的干旱。对当地的环境和经济造成了重大破坏,如仅仅在1968~1973年间的旱灾就影响到了16个非洲国家,死亡超过二十多万人。伴随干旱,相应的地面水文、地貌、
3、植被都发生了深刻变化,生态环境日益恶化。这引起了全球科学界的极大关注,联合国1977年荒漠化会议和1992年全球荒漠化地区评估等都对Sahel的干旱问题给予了高度重视,就其形成机制及影响,组织实施了一些国际研究计划,如1992年HAPEX实验(HydrologicAtmosphericPilotExperiment-Sahelexperiment)。最近一段时期我国北方广大地区风沙危害加剧,环境及气候的变化引起人们的密切关注。因此,本文就近年来国际上对Sahel地区环境与气候研究的一些进展分析,以期对我国干旱、半干旱地区环境变化研究有所裨益。
4、2Sahel的干旱化2.1降水变化在历史上Sahel地区经常发生旱灾,如19世纪20年代、30年代,20世纪10年代、40年代先后发生过严重的干旱,这些干旱持续的时间都没有超过10年,如20世纪40年代的干旱主要是发生在1939~1943年这几年。当然,降水的减少是造成Sahel地区干旱的最直接的原因。图1给出了几个不同的Sahel降水序列[1~3],为方便比较都以1951~1980年为参考进行了标准化处理。1(a)和1(b)都有较长的时间,不过早期资料比较少。整体看,这些序列反应的降水变化还是有很高的一致性的。1(a)和1(b)两者相关系数
5、为0.63(1900~1995),特别是1920年代以后一致性非常好,1920年到1995年相关系数达0.80。这些长的序列清楚地显示出Sahel降水的波动性和近百年来的显著的减少趋势。从图1(b)看,1950年代除1959年为0值外,降水都是正距平,而整个1970年代及1980年代,降水都是负的距平,一直到1994年出现正距平为止,负距平持续了23年。而且随后的1995-97年降水仍然是明显偏少。与1950年代相比,1970年代降水减少了51%,1980年代减少了53%,1990到1995年平均减少了45%。9Sahel气候与环境变化研究进
6、展(初稿)图1中的序列都一致显示从1980年代开始,Sahel地区降水有增加的趋势(+12%/10a)。1999年7-9月降水是1968年以来32年中同期降水最多的一年(Thiaw和Bell1999)[3]。但从整个1990年代看,降水仍然明显偏少,并没有恢复到正常或偏多的水平,因此,持续了近30多年的干旱,目前并未发生根本性的改善。图1Sahel地区雨季降水量,(a)20-10°N,15°W-30°E平均6-9月降水量,据Hulme(1992)[1];(b)是20-8°N,20°W-10°E区域14个站平均6-9月降水量,据Janowiak
7、(1988)[2];(c)为10-20°N,18°W-20°E平均7-9月降水指数,据Thiaw和Bell(1999)[3]。为比较,3个序列都进行了标准化处理,参考时段都为1951-1980年.Fig.1Long-termrainfallfluctuationsinSahel.(a)20-10°N,15°W-30°E,June-September,afterHulme(1992)[1],(b)20-8°N,20°W-10°E,June-September,meansof14stations,afterJanowiak(1988)[2];(c
8、)10-20°N,18°W-20°E,July-September,afterThiawandBell(1999)[3].Allnormalizedwithresp