东亚沙尘暴活动为何持续减弱？科学家最新研究揭开谜团

中国北方和蒙古国主要沙尘源区地表风速、植被覆盖、土壤湿度变化对近二十年地表起沙量减少的相对贡献。中科院大气所 供图

近几十年来，东亚沙尘暴活动整体上呈减弱的趋势，特别是经历本世纪初沙尘暴活动较为活跃的时期之后，近20年来沙尘暴活动持续减弱。这是什么原因导致的？对未来有何影响？

中国北方和蒙古国主要沙尘源区模拟的地表起沙通量(品红线)与站点观测的沙尘暴天数(黑线)的对比。中科院大气所 供图

中国科学院大气物理研究所(中科院大气所)22日发布消息说，该所科研人员与中外合作者最新开展的一项针对性研究发现，东亚沙尘暴活动持续减弱主要关联地表风速、植被覆盖、土壤湿度三大因素，其中，地表风速减弱起主导作用，植被覆盖增加和土壤变湿也发挥关键作用。

这项沙尘暴活动变化及原因的重要研究成果，由中科院大气所吴成来副研究员、林朝晖研究员联合德国科隆大学邵亚平教授、美国德州农工大学刘小红教授、中国气象局国家气候中心李莹高级工程师等共同完成。他们在中国“十二五”国家重大科技基础设施“地球系统数值模拟装置”上，利用团队合作开发的风蚀起沙模型(DuEM)，对2001-2017年东亚地表起沙通量进行模拟试验，最新研究揭示出近20年来东亚沙尘暴活动减弱的原因，相关成果论文近日在国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)发表，模拟试验数据也同时发表于《科学数据银行》(Science Data Bank)上，供全球学者下载使用。

据论文第一作者和共同通讯作者吴成来介绍，沙尘暴是中国主要的灾害之一，对国民生产生活活动和身体健康都有重要影响。同时，沙尘气溶胶作为地球系统的重要组成部分，对辐射、冰云、风尘堆积和海洋碳循环均有重要作用。除了沙尘暴的这些影响和效应需要关注外，其实沙尘暴活动本身作为气候环境变化的指示器，也是认识地球系统演变的“一面镜子”。

过去沙尘暴活动变化的原因是什么？其未来将如何变化？这些都是广受关注的科学和社会问题。如果不厘清沙尘暴活动历史变化的原因，将很难对其未来的变化趋势做出准确预测。

吴成来表示，过去中国很多学者对沙尘暴的历史变化做了很多研究，这次研究是进一步进行定量化的分析，利用团队开发的模型，输入最新的气象数据和卫星遥感等资料，对2001-2017年东亚地表起沙通量进行估算，并通过考虑地表风速、土壤湿度、植被覆盖等单个因子变化的多组敏感性试验间的对比，量化出地表风速、土壤湿度、植被覆盖等不同因子对2001-2017年东亚沙尘暴活动减弱趋势的分别贡献。

试验结果表明，风蚀起沙模型很好模拟出2001-2017年东亚沙尘暴频次的年际变化和减弱趋势：相比于2001年，2010-2017年东亚主要沙尘源区(北纬35-49度，东经94-126.5度)的起沙量从3.08亿吨/年减少到2.02亿吨/年，减弱明显；从变化的原因来看，沙尘源区上地表风速减弱、植被覆盖增加、土壤变湿均起到重要作用，贡献分别占46%、30%、24%。由此可见，导致东亚沙尘暴活动持续减弱的因素中，地表风速减弱起主导作用，而植被覆盖增加和土壤变湿也有关键作用。

此次研究进一步表明，气象要素变化是导致近20年来东亚沙尘活动减弱的主要驱动因子：近年来的风速减弱可能与全球变暖、气候系统年代际变化有关；植被覆盖增加则与地表气温增加、生态恢复工程等紧密相关；而土壤变湿可能与降水的变化有关，但其原因更为复杂。因此，预估未来沙尘活动的变化趋势需要同时考虑这些要素的综合影响。

论文共同通讯作者林朝晖指出，这项研究有助于深入理解和认识近20年来东亚沙尘暴活动演变的原因及机制，同时也为未来沙尘变化趋势的预估提供关键的线索。