科学家关注气候变化对南美洲影响

喀喀湖的沉积物隐藏了古代南美季风的线索。资料来源:非上市图片/CORBIS

近200个国家的代表聚集在秘鲁利马，讨论一项新的控制全球变暖的国际公约，很少有人意识到他们正在进入一个气候之谜。在过去的几十年里，研究人员发现热带南美的夏季风季节是更大的季风系统的一部分。这个雨季会填满干涸的河流，给迅速退化的高山冰川带来新的积雪。研究人员目前正试图解决季风系统的复杂动力学难题，并试图预测气候变化将如何改变它。

"数百万人依赖这种水。"纽约州立大学的气候学家马蒂亚斯·维尔说，“但是我们需要知道这是一个非常敏感的系统。”他和其他研究人员发现了季风模式正在改变的线索。目前，他们正在利用古老的湖泊沉积物来重塑季风的过去行为，并使用模型来预测如果各国拒绝减少温室气体排放，雨季和旱季在未来将如何变化。

普渡大学的古气候学家布罗克斯顿·伯德说，南美季风“不是典型的季风”。传统上，学者们将季风定义为风型的季节性逆转，它可以带来雨季和旱季。杜克大学地质学家保罗·贝克指出，这发生在印度，那里季风的第一个字母是大写的M。

然而，贝克说，随着时间的推移，研究人员开始更多地谈论以小写字母m开头的季风。这个词的使用代表了降水的强烈季节性变化，但它不一定与风有关。20世纪90年代末，研究人员意识到季风影响了南美洲的大部分地区，从秘鲁西部延伸到阿根廷北部，穿过亚马逊盆地到达巴西东海岸。每个地区的雨季不是一个孤立的区域现象，而是气候网络的一部分。

很难理解季风的驱动因素和年变化的原因。一个障碍是缺乏历史数据。加州大学圣巴巴拉分校的气候建模专家查尔斯·琼斯提到，研究人员从“100多年前的雨量计”研究了印度季风。"亚马逊地区没有这种东西。"琼斯说。

为了填补空白，一些研究人员调查了取自湖底的沉积岩芯，这暗示了以前的气候线索。例如，贝克通过研究秘鲁和玻利维亚边界的喀喀湖沉积物中微小水生植物(浮游藻类)的遗骸，重建了南美洲25，000年的气候历史。由于降水将填满湖泊，在弱季风年，湖水将变浅，导致水生植物快速生长。一个含有更多浅水浮游生物的沉积层意味着当时的季风较弱。

这些沉积物揭示了一个模式，在这个模式中，当北大西洋的海面温度几千年来相对较低时，南美洲的季风特别强。但是当北大西洋的温度更高时，季风季节就会减弱。2001年，研究人员在《科学》杂志上发表了相关结果。

最近的研究也证实了这种联系，科学家认为他们知道潜在的机制。伯德解释说，当北大西洋变冷时，大气中的热带辐合带(ITCZ)向南移动。这将导致更大的夏季风降雨。ITCZ是一个由密集的云层和沉积物组成的赤道带。它位置的变化是对大气环流调整和变化的反应之一。随着冬季和夏季的交替，ITCZ在北半球和南半球之间存在明显的季节性位移。然而，当北大西洋变暖时，ITCZ及其降雨向北漂移，这使得季风区变干。伯德指出，亚马逊地区最近两次破纪录的干旱分别发生在2005年和2010年，这两次干旱都与北大西洋暖期有关。

此外，古气候研究也有助于揭示南美季风在过去一个世纪已经减弱。“我们对季风的了解不一定是过去1000年的样子。它现在可能处于区间的较低端。”维尔说。

尚不清楚全球变暖将如何影响未来的南美季风。当研究人员使用计算机模型来创造一个拥有两倍于当前大气二氧化碳水平和更高温度的世界时，他们得出了不同的结果。“一半的模型显示季风区将会更加潮湿，而另一半则表明将会更加干燥。半模型的结论是正确的，但问题是我们不知道是哪一半。”贝克说。

然而，这些模型也倾向于表明冬季干旱期会更长。巴西国家空间研究所高级研究员何塞·马伦戈(José Marengo)表示，这种情况现在可能正在发生:目前的旱季比最近几十年“长3周至1个月”，雨季从11月开始，而不是10月。这种干旱期的延长可能会给农民和水电站大坝带来麻烦。(Marengo指出，巴西80%的电力来自大坝。)一个气候研究小组在2014年发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中提到，如果这一趋势持续下去，2005年的历史性干旱将在21世纪末成为亚马逊南部的一种“新形式”。

法国国家气象研究中心的气候模型师赫夫·杜维尔说，一些模型也暗示雨季会更短但更强。由于极端降水可能导致山洪爆发和山体滑坡，人们特别担心位于季风带丘陵地区的人口密集城市将面临威胁。

利马气候协商会议的代表们希望他们能减少这种气候威胁。利马会议致力于制定一个关键的减排行动方案，以争取在2015年巴黎气候会议上达成一项新的协议，取代《京都议定书》，并在2020年开始实施。虽然南美洲季风不是利马会议的主要议题，但会议的结果将影响其未来。(张张)

中国科学新闻(2014-12-10第三版国际版)

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