科学家发现隐藏的降雨规律，或将改变 farming 方式

这项发表于《自然·可持续性》的研究追踪大气水汽至其最初蒸发的地方，无论是来自海洋，还是土壤、湖泊、森林等陆地表面。阳光加热这些表面，将水转化为水蒸气，水蒸气上升到大气中，最终以雨水形式返回。源自海洋的水汽可通过包括大气河流、季风和热带风暴在内的大型天气系统跨洲移动。来自陆地的水汽常被称为“循环降雨”，当附近土壤和植被中的水分蒸发时产生，为更局部的风暴提供动力。研究表明，海陆水汽比例显著影响区域干旱风险和农业生产力。该研究的第一作者、加州大学圣地亚哥分校博士后学者蒋 Yan（音译）表示：“我们的研究重新定义了干旱风险——这不仅与降雨量有关，还与雨水的来源有关。”蒋 Yan 同时在该校全球政策与战略学院和斯克里普斯海洋研究所任职。“了解降雨的来源（海洋还是陆地），为政策制定者和农民提供了在干旱发生前预测和缓解干旱压力的新工具。”追踪水汽来源以改进干旱预报 蒋 Yan 与斯坦福大学的合著者詹妮弗·伯尼利用近 20 年的卫星观测数据，量化了全球降雨中有多少源自陆地蒸发。他们发现，当约三分之一以上的降水来自陆地时，农田对干旱的敏感性显著增加，土壤湿度下降，产量随之降低。海洋驱动的系统通常产生更强、更稳定的降雨，而陆地驱动的系统则倾向于产生较弱、更不可预测的阵雨，这使得作物在需水关键期更容易受到影响。这一发现为识别高风险区域以及更有效地规划水资源和作物管理策略提供了新方法。“对于严重依赖陆地水汽的地区（如美国中西部部分地区或东非）的农民来说，当地水资源可用性成为作物成功种植的决定性因素，”蒋 Yan 解释道。“土壤湿度的变化或森林砍伐会对产量产生直接的连锁影响。”两个面临高风险的区域：美国中西部和东非 研究指出了两个突出的全球热点区域：美国中西部和热带东非。在中西部，蒋 Yan 注意到，尽管该地区是世界上生产力最高的农业区之一，但近年来干旱发生的频率和强度都在增加。“我们的研究结果表明，中西部高度依赖来自周围土壤和植被的陆地水汽，这可能通过我们所说的‘降雨反馈循环’加剧干旱，”蒋 Yan 说。“当土地干涸时，蒸发减少，进而减少未来的降雨——形成自我强化的干旱循环。”由于该地区是全球粮食市场的主要贡献者，其农业中断可能影响美国以外地区的粮食供应。蒋 Yan 表示，中西部农民可能需要专注于土壤水分保持、灌溉效率提升和战略性种植时间安排，以限制干旱影响的叠加风险。东非面临着不同但同样严峻的挑战。农田的快速扩张和附近雨林的持续消失，威胁着维持该地区降雨的水汽来源。“这造成了一种危险的冲突，”蒋 Yan 说。“农民为了种植更多作物而砍伐森林，但正是这些森林帮助产生作物赖以生存的降雨。如果这种水汽来源消失，当地粮食安全将面临更大风险。”蒋 Yan 补充说，该地区仍有机会防止进一步恶化。“东非处于变革的前沿，但仍有时间采取行动。更明智的土地管理——如保护森林和恢复植被——可以保护降雨并维持农业增长。”森林是天然的降雨生成器 研究强调，森林和自然生态系统在维持降雨方面发挥着关键作用。通过蒸发和蒸腾作用（植物释放水汽的过程），森林向大气中释放大量水蒸气，帮助形成云层，这些云层随后会在周围农田上产生降雨。“山地森林就像天然的造雨者，”蒋 Yan 说。“保护这些生态系统不仅仅是为了生物多样性——更是为了维持农业。”推进气候智能型土地与水资源规划 蒋 Yan 的研究提出了一个新框架，将土地利用决策、降雨模式和农业规划联系起来。随着各地区寻求加强干旱韧性的策略，这种方法可能变得越来越重要。该研究还提出了一种基于卫星的绘图方法，可指导在灌溉、土壤保水和森林保护方面的投资，以帮助稳定降雨。阅读全文：《全球农田的作物水分来源与水文气候脆弱性》。