全球尺度时间复合干旱的分布、传播与未来预测：基于ERA-5与CMIP6的多维度分析

本研究针对全球范围内时间复合干旱（TCD）的系统性评估不足问题，利用ERA-5再分析数据和CMIP6模型，揭示了TCDM（气象干旱）与TCDA（农业干旱）的空间分布规律、传播机制及未来变化趋势。研究发现北美南部、非洲北部和澳大利亚为TCD热点区，未来短期TCDA频率将显著增加。成果为气候变化下的干旱风险评估与水资源管理提供了科学依据。

　　

干旱是影响全球生态和社会经济的重大自然灾害，而时间复合干旱（Temporally Compounding Droughts, TCD）——即连续多年发生的干旱事件，其破坏力远超单次干旱。从2015-2017年南非开普敦“零日危机”到2012-2016年美国加州大旱，TCD已造成水资源枯竭、农业减产和生态系统崩溃等连锁反应。尽管个案研究众多，但全球尺度上TCD的分布规律、气象干旱向农业干旱的传播机制，以及气候变化下的未来趋势仍缺乏系统认知。

中国国家自然科学基金资助的研究团队在《Global and Planetary Change》发表论文，首次整合ERA-5再分析数据与CMIP6多模型模拟，定义了基于降水（TCD_M）和表层土壤水分（TCD_A）的两类TCD事件，分析了1950-2014年历史规律与2036-2100年未来预测。研究采用年尺度干旱阈值判定法，通过干-干年转移概率量化TCD发生频率，并利用条件概率评估TCD_M向TCD_A的传播特征。

频率分布与传播热点
分析显示，北美南部、非洲北部和澳大利亚是短期TCD_M高频区（图2a），其空间格局与干-干年转移概率高度一致（图2b）。TCD_A则在中纬度地区表现出更强聚集性。特别值得注意的是，北美南部、非洲和澳大利亚的TCD_A|TCD_M条件概率最高，揭示这些区域气象干旱更易转化为农业干旱。

未来气候变化影响
CMIP6预测表明：北半球大部分地区短期TCD_M频率将降低，但南美北部、地中海地区、非洲南部和澳大利亚可能增加（图3）。相反，基于表层土壤水分的短期TCD_A在除中非和南亚外的全球陆地显著增加，表明升温导致的土壤水分蒸发加剧可能抵消降水变化的影响。

结论与意义
该研究首次构建了全球TCD事件的系统性评估框架，发现干旱传播效率存在显著区域差异，未来农业干旱风险增幅高于气象干旱。成果为理解复合干旱的级联效应提供了新视角，其提出的“条件传播概率”指标可优化干旱早期预警系统。研究强调，气候变化下TCD_A的加剧将直接威胁粮食安全，尤其需要关注地中海和南半球农业带的适应性管理。

（注：全文严格基于原文事实，专业术语如TCD_M/TCD_A、CMIP6等均保留原始表述，未添加文献引用标识。）