在气候变暖背景下，1950年代以来全球很多地区的干旱化趋势加剧，干旱面积扩张。干旱的频发和持续会造成水资源短缺、荒漠化加剧、沙尘暴频发等生态环境问题，严重影响了社会经济发展，特别是给农业生产带来巨大的损失。气候模式的预估结果也显示，未来气候的持续增暖仍可能会造成干旱事件的发生趋多趋强。

　　近期，我所赵天保研究员和美国纽约州立大学Albany分校戴爱国教授开展合作，选用了25个CMIP6模式的历史和未来情景预估试验结果，从地-气水分平衡的角度，对比分析了降水、蒸发、土壤湿度、径流及其自适应帕默尔干旱指数（scPDSIpm）等多种水文和干旱指标，预估研究了21世纪后期（2070-2099年）不同共享社会经济路径（SSPs）下全球陆地水文和干旱的变化情景及其成因，并量化了不同干旱驱动因子的相对贡献。研究结果进一步证实，北美西部、南美亚马逊流域、欧洲南部地中海地区、非洲南部和澳洲是未来极易发生干旱的几个典型区域；在两种排放情景（SSP2-4.5和SSP5-8.5）下，基于土壤湿度和scPDSIpm所预估的中等强度农业干旱事件在21世纪后期（2070–2099年）的发生频率分别增加了25%–100%和50%–200%，而且干旱的持续时间以及影响面积也相应的增加；相比而言，基于径流的水文干旱事件发生频率则没有明显变化（图1）。未来气候变化情景下土壤湿度和scPDSIpm的概率分布发生改变是导致全球农业干旱事件的加剧重要原因之一。气温升高造成的大气蒸发需求的普遍增加以及副热带很多地区降水的减少是未来全球干旱化以及干旱事件加剧的主要驱动因子。研究结果还显示，尽管CMIP6多模式模拟预估的土壤湿度和径流的变化幅度在模式间存在很大的不确定性（内部变率大），但所揭示的未来全球陆地干旱事件的发生频率、持续时间、影响面积等具有很好的一致性。该研究有助于加深干旱形成机制的认识水平，有望为未来气候变化背景下生态环境和水资源脆弱性的风险评估提供科学依据。

　　该研究得到国家重点研发计划项目（2018YFC1507704），中国科学院战略先导项目（XDA20020201）、以及国家自然科学基金项目（41675094, 41975115）的共同资助。

　　论文链接：

　　Zhao, T., and A. Dai, 2021: CMIP6 model-projected hydroclimatic and drought changes and their causes in the 21st century. J. Climate, 35, 897–921, doi: 10.1175/JCLI-D-21-0442.1. https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/35/3/JCLI-D-21-0442.1.xml  

图1. 25个CMIP6模式预估的21世纪末期（2070-2099年）两种气候变化变化情景（SSP2-4.5和SSP5-8.5）下中等强度不同干旱事件发生频率相对于历史时期（1970-1999年）的变化（%）. 图中打点区域表示80%的模式结果是同号变化.