NASA指出人类活动使亚马逊雨林日趋干燥

来源：慧天地

在过去的20年里，亚马逊雨林上空的大气一直在干涸，这增加了其对水的需求，并使生态系统容易受到火灾和干旱的影响。这是美国宇航局一项新研究的结论，该研究还表明，干旱加剧主要是由人类活动所造成的。

图1：（图片来源：Lauren Dauphin） 

美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的科学家分析了数十年的地面和卫星数据，以追踪亚马逊雨林上大气中的水分含量以及维持生态系统所需的水分含量。上面的地图显示了从1987年到2016年，南美在干燥季节（八月至十月）空气中的水分下降数据，特别是在整个亚马逊南部和东南部。研究人员利用Terra卫星上美国宇航局的大气红外探测器(AIRS)和其他仪器上的数据，计算出了蒸汽压差(VPD)——空气中水分含量和饱和状态下空气中水分含量的差值。当VPD增加时，空气中相对于其容量的水分量减少，空气更加干燥。

该研究的主要作者JPL的Armineh· Barkhordarian表示：“我们观察到，在过去的二十年中，大气中的干燥度以及雨林上方的大气对水的需求都显著增加。我们将这一趋势与估算数千年气候变化的模型数据进行了比较，发现大气干燥度的变化远远超出了预期的自然气候变化。”

那么，如果它不是自然的，是什么导致的呢？根据Barkhordarian的说法，造成干旱一半的原因是全球温室气体水平的上升。其余的则是人类持续活动的结果，其中最重要的是，燃烧森林以清理土地用于农业和放牧等活动。这些活动的结合导致亚马逊的气候变暖。

当森林燃烧时，会向大气中释放包括黑碳或烟灰在内的气溶胶颗粒。颜色鲜艳或半透明的气溶胶反射阳光，而颜色较深的气溶胶吸收阳光。当空气中的黑碳吸收热量时，它会使大气变暖。它还会干扰云的形成，从而影响降雨。

亚马逊是地球上最大的雨林。健康时，它每年通过光合作用吸收数十亿吨二氧化碳，植物利用这个过程将二氧化碳、阳光和水转化为食物。通过消除大气中的二氧化碳，亚马逊河有助于气候的调节。

但这也是一个对干燥和变暖趋势高度敏感的微妙系统。树木和植物需要水来进行光合作用，并在温度过高时用水降温。它们通过根部从土壤中吸水，并将水蒸气（通过叶上的孔隙）释放到大气中。水蒸气冷却了森林的空气，最终又上升形成云层（例如下面的Aqua MODIS卫星图像中所示）。那些云层产生降雨，补充了土壤中的水分，从而使循环得以继续。事实上，先前的研究已经表明，雨林自身产生的雨水多达80%，尤其是在旱季。

图2：（图片来源：Lauren Dauphin）

但是，当干燥空气增加扰乱了这个循环时，一个新的循环就开始了，这将产生重大影响，尤其是在亚马逊东南部，那里的树木可能会经历四到五个月以上的干燥天气。

该研究的共同作者JPL的Sassan·Saatchi表示“这是一个供需问题。随着气温的升高和树木上方空气的干燥，树木需要通过蒸腾来冷却自己，并向大气中添加更多的水蒸气。但是土壤没有多余的水分供树木吸收。我们的研究表明，需求在增加，供应在减少，如果这种情况继续下去，森林可能再也无法自我维持。”

科学家们观察到，最显著的大气干燥发生在东南部，那里正在发生大量的森林砍伐和农业扩张事件。但他们也在亚马逊西北部发现了间歇性的干旱，该地区通常没有旱季。在过去的20年里，西北地区遭受了严重的干旱，这进一步表明了整个森林在气温升高和空气干燥的情况下是多么脆弱。

如果这种趋势长期持续下去，并且雨林达到无法再正常运转的地步，那么生活在雨林生态系统中的许多树木和物种可能就无法生存。随着树木的死亡（特别是那些较大和较老的树木），它们会将二氧化碳释放到大气中。树木越少，亚马逊地区吸收的二氧化碳就越少，从而消除了气候调节的一个重要因素。

备注：美国国家航空航天局地球观测站地图由Joshua·Stevens绘制，数据来自Armineh·Barkhordarian等人(2019年)。NASA地球观测站图片由Lauren Dauphin提供，使用的MODIS数据来自NASA的EOSDIS/LANCE和GIBS/Worldview。美国宇航局地球科学新闻团队Esprit Smith报道。

参考资料：

Barkhordarian, A., et al. (2019) A Recent Systematic Increase in Vapor Pressure Deficit Over Tropical South America. Scientific Reports 9, 15331.

NASA Earth Observatory (2019, September 26) Mapping the Amazon.

NASA Earth Observatory (2019, August 26) Uptick in Amazon Fire Activity in 2019.

NASA Earth Observatory (2017, October 31) The Amazon Makes Its Own Wet Season.

NASA Earth Observatory (2012) World of Change: Amazon Deforestation.