1. 一个令人振奋的“好消息”？
我国西北区域大多处于非季风区，降雨较少，气候干旱，自古以来有不少诗篇描写了边塞宏伟雄壮又荒芜孤寂的现象。可是最近，西北区域变湿变暖成了个热点论题：朋友圈里撒播的一张谈天截图让人热血沸腾，“气候临界点在本年呈现了……”、“新疆的植被，以一年一百五十公里的速度在狂奔”、“降水过了秦岭了，假如能坚持10年，黄河就会变清了……”。一些媒体也给出了大标题“真实的大事：冰冷干旱的我国西北正在变暖变湿”。
在笔者看来，这一波传达里有不少不谨慎、貌同实异的用语，需求细心谈论。其间大众和媒体关于科学言语的生疏和解读，或许是引起误解的真实原因。虽然不少科学论文里有说到西北“暖湿化”，但“暖湿化”的中心是“化”，代表了在某一个时刻段的趋势，向“暖湿”转化只标明向“暖湿”有了开展，至于什么时候能够抵达“暖湿”，文献里并未清晰阐明。事实上气候的两个极点情况，A干旱和B湿润，两个情况之间有着万里之遥，从A向B的方向迈出几步，并不标明必定能够抵达B点，一方面间隔尚远，另一方面改动或许会有重复。最重要的是，全球变暖的大布景或许让A和B之间的间隔变得更悠远。
2. 西北变“暖湿”是个老论题
本以为是呈现了新的研讨，细心一看本来说的是个老论题，西北气候由”冷干”向“暖湿”转型的研讨在2002、2003年时现已由其时中科院寒旱所施雅风院士和沈永平研讨员等提出过，体现在：1）西北部分区域降水添加；2）冰川融水径流添加（例如新疆乌鲁木齐河1号）；3）部分湖面上升面积增大（例如博斯腾湖）；4）部分河流洪水添加；5）沙尘暴削减；6）部分区域植被地貌变绿。至于媒体里说到的植被地貌变绿等，在施雅风先生2002年《资源环境》的文章里也现已说到“气候转型降水量增多区域，已显现出植被茂盛成长的现象，咱们在游览中能够看到这些区域初级生产力草地一片翠绿”，施雅风也留意到卫星材料的NDVI数据显现“90年代西北在植被掩盖遍及减小，土地沙化和荒漠化严峻，可是在天山西部、伊犁河流域、新疆北部、青海南部等区域有植被掩盖显着添加的趋势”。
图1.“西出阳关无故人”，阳关以外的戈壁地貌。
在给出降水增多、部分区域植被改进、湖泊上升等改动之后，施雅风院士笔锋一转提出了问题：“西北部降水量添加趋势显着，但在与蒸腾添加平衡后，西北气候是否已的确呈现由冷干向暖湿改动痕迹，仍需详细深化探讨。”因而关于部分区域降水增多是否意味着西北正由“冷干”向“暖湿”转化，没有有清晰定论。
别的，施雅风院士也在文章里给出了谈论：“西北深处亚洲大陆内部远离海洋水汽源的地理位置和经长时刻演化所构成的沙漠和戈壁广布的极点干旱下垫面，严厉约束了为空中弥补本地水汽，然后将下降降水添加率，再加上较长时刻过度的地下水开发、植被损坏、土壤水分削减所导致的生态环境恶化，也添加了气候转型的困难程度，故西北气候转型有其局限性，不宜过火夸张其效果。”
虽然还没有清晰的定论，可是西北变“暖湿”的主意仍是让许多人反常振奋，并给中心写主张，以为应该趁着西北气候好转，进一步加速开发的脚步和力度。后来中心把此主张交予我国科学院，我国科学院就此咨询叶笃正院士的定见，叶先生和其他科学家一起参与了谈论，并对这个区域的数据进行了剖析，终究的定论是：虽然近20年这个区域降水添加趋势显着，但其添加绝对值并不大，并不能阐明这个区域的水资源承载才能发作质的改动。这个知道后来基本就成了业界一致。
3. 区域的干湿情况怎么判别？
一个当地的干湿情况取决于多个因子，最首要的参数是降水量和蒸腾量，简略来说，假如降水量超越潜在蒸腾量，则这个当地气候湿润，反之该地气候特征为干旱。因而衡量一个区域的干湿改动，并不简略根据降水，而是要归纳考虑降水和蒸腾的一起效果，查核干旱指数的改动情况。常用的干旱指数包含标准化降水指数(SPI)、标准化降水蒸散发指数(SPEI)、自适应帕默尔指数(scPDSI)、DSI等。
图2. 敦煌气候局大型蒸腾器（E-601B型蒸腾器），干旱的敦煌年潜在蒸腾量约为2500毫米。
西北区域（以新疆、甘肃西部、内蒙古西部为主体）是全球最干旱的区域之一，间隔四大洋都十分悠远：南边与印度洋隔着西藏高原，东边与太平洋隔着黄土高原、蒙古高原和河西走廊，西边与大西洋隔着欧洲大陆、乌拉尔山和帕米尔高原，北边与北冰洋隔着阿尔泰山脉和天山山脉。这些当地降水稀少，绝大多数区域年降水缺少100毫米，部分区域年降水乃至缺少50毫米。可是这一区域是我国日照和太阳辐射最强的区域，蒸腾量十分大，潜在蒸腾量能够超越2000毫米。这意味着即便有长江流域的年降水量（1000-1200毫米），也缺少以应对这儿强壮的蒸腾量，因而干旱和水资源紧缺是西北区域的最重要特征。
图3. 用潜在蒸腾量与降水量之差标明的干湿指数（单位：mm），假如某地蒸腾量大于降水量，则气候特征为干旱，反之，假如蒸腾量小于降水量，则这个当地气候湿润。西北区域蒸腾量远大于降水量，是极点干旱的区域。所谓“春风不度玉门关”，西北的水汽来历首要来自于西风带。
因为降水与潜在蒸腾差了一个数量级，因而西北变“湿”基本上是个伪出题，只需降水量还远远小于潜在蒸腾量，任何降水的添加只是意味着极点干旱情况的少许缓解，并不能阐明西北变得“暖湿”起来。做一个简略的估量，西北区域干湿情况要发作质的改动，年降水量需求抵达至少500mm以上，现在没有任何一个研讨能够支撑这样大幅度的改动。
有一点值得留意，在调查干旱/湿润化改动中，各个干旱指数特征有所不同，其间心是怎么调查温度、太阳辐射、风速和水文改动等导致的蒸腾的改动，有些干旱指数不考虑温度改动，有些干旱指数不考虑水文进程，有些参数依赖于陆面形式的模仿功能，在核算潜在蒸腾时，也有不同的核算方案，这些都会影响关于干湿趋势改动的判别。
4.西北区域干湿改动情况怎么样？
假如只是调查降水改动，在上世纪80年代中期之后，西北绝大多数区域降水的确有所添加，Wei and Wang (2013)剖析西北47个气候观测站年均匀降水量，成果标明，在1960-1986之间的均匀年降水量为110mm，而1987-2009之间添加到134mm，增幅抵达20%，降水的确有所添加。
在此期间，西北的温度也随之添加，温度增幅不只比全球均匀高，而且也高于我国东部区域，1960-76的均匀温度约为7.33度，而1997-2009均匀温度抵达8.69度，添加了1.36度，尤其是2000年之后的增速抵达每十年约0.6度，增幅远超全球均匀数值的每十年约0.177度。
增温带来潜在蒸腾的改动，这47个站的均匀潜在蒸腾在90年代中期曾经约为675mm，而在90年代中后期之后添加到720mm以上，添加约45mm，增幅远超越了降水的增幅(24mm)。
图4. 1960-2013年期间西北47个测站年均匀降水量改动序列，80年代中期之后降水比之前有大幅添加，图片来自于Wei and Wang (2013)。
图5. 1960-2013年期间西北47个测站年均匀温度改动序列，增温趋势显着,图片来自于Wei and Wang (2013)。
图6. 1960-2013年期间西北47个测站年均匀潜在蒸腾的改动序列，90年代中期有骤变添加, 图片来自于Wei and Wang (2013)。
归纳考虑降水和蒸腾之后，能够核算反响干湿改动的干旱指数，图7是把90年代末前后的两个气候态干旱指数（SPEI）做差，然后确认这段时刻的干湿改动情况。赤色标明干旱化继续开展，干旱指数的剖析并不支撑西北向更湿开展。
图7. 1997年前后干旱指数SPEI的改动，赤色圆点标明干旱化继续开展，图片来自于Wei and Wang (2013)
气候学家马柱国研讨员选用其他两种干旱指数（scPDSI和SWI）剖析了我国北方干旱化的改动情况，成果均显现西北区域在2000年今后有变干的特征。
最近气候学家黄建平教授团队在《大气科学开展》发表文章总述了我国半干旱区的改动，指出：1994年至2008年间，我国的半干旱区域比1948年至1962年间添加了33%，这首要是由半湿润、湿润区转干而来。
值得留意的是，关于西北区域干湿趋势改动的研讨不少，各个研讨之间定论不同还不小，乃至彻底相反，其间的差异首要集中于三个问题，这些都是研讨中的“坑”：
1）趋势的剖析需求留意核算趋势的时刻段，现在在对西北干湿改动的研讨中，假如数据开始点在上世纪六十年代及曾经，则大多得到“暖湿化”的趋势，而假如首要谈论曩昔30年的改动，则首要得到“干旱化”的趋势，趋势剖析必定要与研讨的时刻段对应起来，否则不具有可比性。
2）干旱指数的不一致，各个研讨之间的不一致，还有很大一部分来自于所参阅的干旱化指数，其间的中心为是否考虑到了温度添加引起的蒸腾改动，因为各个指数根据不同的参数，有各自适用的区域和气候特色，是否适用于西北干旱区，其实是个很值得深化谈论的科学问题。
3）西北区域站点稀少，部分数据缺少其他数据的印证和查验，数据的代表性和可用性也值得深化谈论，这也会影响终究的定论。
5. 植被改动≠气候情况改动
西北区域植被掩盖的改动有多个影响因子，例如，我国施行退耕还林还草现已有20年，对天然生态系统的人为维护效果是许多当地变绿的首要原因。别的，新疆塔里木河归纳管理工程，出资超越100多亿，关于塔里木河的河流健康和生态安全起到了重要效果，部分植被的康复来历于管理工程的效果。全球变暖带来冰雪消融加重，部分水资源的添加，并不是来自于降水和环境的改进，而是冰冻圈阑珊的成果。
沙漠和近邻并非穷山恶水，只需有降水，就会有绿色和活力，除了调查短期的绿色之外，还要调查植物存活的时刻与继续性，调查整个时节的改动，以及较长时刻的改动。
笔者专门咨询了研讨北方干旱化的一位业界“大牛”，“大牛”叙述了一些调查的阅历：
2012年参与中科院天山南北水资源调查，那个区域曾经打的井有一半以上抽不上水，阐明降水的添加并没有使这儿的水资源格式发作质的改动。在河套区域的几回调查中，当地的水利部门在座谈会上着重，河套区域的缺水情况仍是比较严峻。
因而，短期的植被改动并不代表着西北区域气候改进。事实上西北区域降水日数并未明显增多，降水量增多很大程度是因为单场降水变得更强。在气候变暖布景下，呈现极点降水的概率加大。极点降水对一个区域长时刻的气候并不会发生正面的影响，反而会形成一些气候灾害。
图8. 2019年7月，两场雨之后，敦煌的沙漠里长出沙蓬的麦苗。
西北区域近几年的确不少区域呈现降水增强，以敦煌为例，敦煌年均匀降水量为39.8毫米、夏日降水量22.5毫米、7月降水量10.7毫米，在2019年7月6日和7月16日下了两场暴雨，敦煌市的降雨量别离抵达19.1mm和22.6mm,两场降水总量即超越敦煌市年均匀降水量。在降水之后，敦煌戈壁滩里泛起了白白的盐花，而且生出很多的小草，的确是让人可喜的改动。可是气候和气候有着实质的不同，气候指的是短期的进程，而气候是较长时刻的均匀，因而某一年的气候进程并不意味着长时刻趋势的改动，需求多调查几年。
6. 未来的改动
虽然气候形式猜测未来西北降水量会有所添加，可是形式间的一致性较差，阐明现在气候形式对这一区域的预估还存在不确认性，多形式组成的降水增幅不超越30%,远缺少以发生干湿情况的突变。
图9.多形式比较方案给出的在高排放景象下（RCP8.5）全球降水的增幅，西北区域并不是全球降水改动明显的区域，形式间的一致性较差，阐明现在气候形式对这一区域的预估还存在不确认性，多形式组成的降水增幅不超越30%,并不能从根本上改动这一区域极点干旱的气候情况。图片来自于IPCC AR5（2013）
7. 总结与考虑
虽然西北部分区域呈现了短期降水进程和植被改进，可是一个区域的干湿情况取决于降水与蒸腾的一起效果。西北大部分区域降水量远低于潜在蒸腾量，部分区域乃至相差一个数量级，现在的降水添加并不能从质上改动这一区域干旱的情况，西北变“湿”基本上是一个伪出题。
在全球变暖的影响下，西北区域温度的增幅远超全球均匀和东部区域，由此带来的潜在蒸腾量添加巨大，在大部分区域远超降水增幅，导致这些区域干旱化更为严峻。
气候和气候有着实质的不同，气候指的是短期的进程，而气候是较长时刻的均匀，因而某一两次的气候进程并不意味着长时刻趋势的改动，需求多调查几年。
我国北方大部分区域进行退耕还林还草坚持20年，生态得到明显的改进，应继续坚持。西北区域归于我国极点干旱区域，跟着经济开展，水资源和生态压力将继续存在，不行盲目乐观。
开展节水技能、合理使用水资源、维护生态将是西北区域可继续开展的基本保障。
来历：我国科学院大气物理研讨所
