全球变暖加剧干旱严重性：大气蒸发需求(AED)驱动机制与区域影响解析

针对全球干旱趋势评估中大气蒸发需求(AED)作用机制不明确的问题，Solomon H. Gebrechorkos等通过构建高分辨率全球干旱数据集(1981-2022)，发现AED使全球干旱严重性平均增加40%，2018-2022年干旱面积较1981-2017年扩大74%，其中58%由AED驱动。该研究发表于《Nature》，为气候变暖下干旱风险预警提供关键科学依据。

　　

干旱作为影响自然环境、经济和人口的最复杂自然灾害之一，其全球变化趋势长期存在争议。尽管已有研究指出气候变暖可能导致干旱加剧，但关于关键驱动因子——大气蒸发需求(AED)如何影响干旱强度、频率和范围的科学认知仍不充分。传统研究受限于数据质量和方法差异，对AED贡献度的量化存在显著不确定性，这直接阻碍了应对措施的制定。

为破解这一难题，由英国牛津大学领衔的国际团队通过整合多源数据，构建了1981-2022年0.05°高分辨率全球干旱数据集(HRSPEI)。研究采用标准化降水蒸散指数(SPEI)作为核心指标，该指数通过降水和AED的差值量化水分供需平衡，能有效反映不同气候区干旱特征。团队创新性地将气候态AED(AEDclm)与实际观测值对比，首次精确剥离出AED对干旱趋势的独立影响。

关键技术包括：1)融合CHIRPS和MSWEP两种高精度降水数据；2)采用Penman-Monteith方程计算GLEAM和hPET两种AED数据集；3)运用Mann-Kendall趋势检验和Sen斜率估计法分析42年干旱演变；4)通过设定SPEI<-1阈值量化干旱强度、频率等指标。

【全球干旱趋势】
基于四套高分辨率数据集(MSWEP_hPET/MSWEP_GLEAM/CHIRPS_hPET/CHIRPS_GLEAM)的集成分析显示，1981-2022年全球6个月尺度SPEI呈显著下降趋势(-0.0055±0.002 z-units yr^-1
)，干旱面积年增0.36%。空间上欧洲、非洲西部、北美西部及南美干旱化显著，而东南亚、圭亚那等地呈现湿润趋势。2022年成为基准期内最严重干旱年，全球30%陆地面积遭遇中度以上干旱。

【干旱驱动机制】
通过固定气候态AED的对照实验发现，实际AED变化使SPEI下降趋势加剧300%，干旱面积扩张96%。区域分析表明AED在欧洲、澳大利亚等地贡献率达51-65%，而在亚马逊等降水主导区仅占30%。这种差异揭示：干旱区因AED升高加速水分流失，湿润区则因降水减少与AED上升产生协同效应。

【加速干旱现象】
2018-2022年全球平均干旱面积较1981-2017年激增74%，其中58%增幅归因于AED上升。典型如澳大利亚干旱面积增长119%，欧洲2022年82%区域遭遇干旱，其土壤水分异常主要源于AED升高而非降水短缺。

讨论部分强调，该研究首次通过观测数据证实全球变暖通过AED加剧干旱的量化关系，2022年欧洲生态干旱中树木死亡等现象无法仅用降水减少解释。相比既往模型研究，多源数据融合使结论不确定性显著降低。未来随着温度持续升高，AED对干旱的放大效应将更显著，这对农业灌溉、森林管理等适应策略提出新要求。研究建立的HRSPEI数据集为《IPCC第六次评估报告》相关结论提供了观测验证，其方法论框架对完善全球干旱预警系统具有里程碑意义。