文章来自“科学大院”公众号
作者: 王素
月亮出来亮汪汪/亮汪汪
想起我的阿哥在深山
哥像月亮天上走/天上走/哥啊哥啊哥啊
山下小河淌水/清悠悠
《小河淌水》是一首云南民歌，悠扬的调子一下就把我们带到了水声潺潺的仙境云南。苍山洱海、丽江古城、元阳梯田……这彩云之南似乎总是盈着些水汽，慢悠悠，湿漉漉，醉人心。
泸沽湖风光（图片来自：veer图库）
的确，作为全国植物种类最多的省份，她河川纵横，湖泊众多，森林面积位居全国第三。
然而，最近的新闻却显示：由于持续高温，云南正遭遇近10年最严重的干旱。截至4月15日，已经造成147.79万人饮水告急，100条河流断流，农作物受旱面积达到了460万亩。
看到这儿，你可能会疑惑：水资源如此丰富的云南，为何会干旱呢?
云南：有时湿润，有时干枯
为什么我们说云南水资源丰富呢？
如果按照800mm年等降水量将中国分区，能够获得经青藏高原东南边缘，折向秦岭-淮河线的一条分界线，以南为湿润地区，以北为半湿润区。云南全省多年平均降水量达到了1258毫米，水资源总量2222亿立方米，自然属于湿润地区。
（图片来自：中国国家地理）
但是对云南来说，这种湿润并非一年四季都能拥有。
由于特殊的地理位置，我国呈现出显著的季风气候特点。季风，顾名思义，指季节性的风。冬季受大陆冷干气流影响，寒冷干燥；夏季受海洋暖湿气流影响，温暖多雨，西南季风和东南季风会分别送来印度洋与太平洋的湿热“关怀”。而云南位于我国西南部，更临近热带印度洋和孟加拉湾，使得夏季降水的主要水汽通道是西南季风水汽输送。正是显著的季风气候决定了它干湿季分明的特点。雨季（5-10月）降水量占全年的80%以上，易发洪涝；干季（11-次年4月）仅占20%，易发冬春连旱。
影响我国季风示意图（图片来自：中国气象报社）
云南的雨 为什么我们留不下你？
说到这里，大家可能想问：既然雨季降水丰富，为啥不存下在干季用呢?
这是因为一般的情况下，云南虽不缺雨，却留不住雨。在云南独特的喀斯特地貌下，全省岩溶面积达11万平方公里，正如“人往高处走，水往低处流”所说，这里的降水大部分通过地下径流悄悄离开，根本无法为干季“续命”。
（云南石林的喀斯特地貌，图片来自：pixabay）
同时，由于位于云贵高原，山地面积占全省总面积的88.64%，云南地势崎岖，北高南低。这种特殊的山地高原地形，极易形成“焚风效应”。
夏季，西南季风带着来自印度洋和孟湾的暖湿气流一路高歌猛进，在遇到云南西部那些近似南北走向的“拦路虎”山脉后，被迫抬升冷却，水汽凝结成降雨落下，好不容易越过山脉后已经失了一路水，即使成功翻山越岭，到了集中2/3人口的“坝子区（局部平原地区，仅占全省土地面积的6％）”，势头下滑的暖湿空气已经被削弱了“呼风唤雨”的能力，变得干而热。
正是因为降雨分布的极度不均，下的虽多能用的却很少，面对“花城”里一双双渴望的目光，水汽也只能望“山”兴叹了。
而储水小能手湖泊，多位于低海拔地区，想使这里的水资源往高处走，本就是个极大（且贵）的挑战。
在季风气候带来的季节性干旱与特殊的地形地貌的协同效应下，云南的水犹如少吃又多动的减肥少年，迅速“消瘦”下来。
正是因为“过不来”与“留不下”，“又湿又干”的云南成了中国最容易出现干旱的地区之一，有“十年九旱”的说法。
大旱的罪魁祸首之一：厄尔尼诺
今年的云南的干旱，普遍认为与气候异常紧密相关。而说起气候异常的原因，就不得不提到2019年的厄尔尼诺了。
什么是厄尔尼诺呢？当太平洋中部和东部的热带海洋的海水温度异常持续地变暖，我们就认为发生了厄尔尼诺事件。
我们大家都知道，高温与少雨是出现干旱的直接原因。受到厄尔尼诺的影响，偏暖的中东太平洋使雄踞在此的副热带高压偏南、偏西并偏强。冬春季从高纬南下的冷空气势力不敌副高，导致云南境内气温普遍偏高。2019年3月以来，整个冬季全省平均气温较常年偏高4-5℃。云南南部更是在今年2月就率先入夏。
(图片来自：中国天气微博）
而水汽输送是形成降水的先决条件之一。厄尔尼诺出现时，作为其影响东亚气候关键桥梁的热带西北太平洋被异常高压控制，产生的反气旋环流阻止了来自孟加拉湾的水汽到达云南，使之大量流向华南、东南沿海地区。同时，西太平洋偏冷会使低纬的大气活动减弱，冷空气势力减弱，使得南支槽偏弱，槽前西南风也减弱。没了风帮忙，水汽输送通道自然受一定的影响，活力不再，为云南提供的水汽自然也就减少了。
厄尔尼诺现象示意图（图片来自：搜狐网）
同时，热带太平洋、印度洋的升温引起的环流异常使得高原东部被下沉气流所控制，这样高层辐合低层辐散的配置，难以产生降水，也使得水汽“天女散花”般与云南渐行渐远。
去年2月以来，云南全省累计平均降水量915.5毫米，较常年同期偏少18.8%，列历史同期第3少（数据来源云南省气象局）。
正是长时间的气温偏高与降水明显偏少，导致了今年这次严重干旱的爆发。当然，笔者在此只是讨论了定性的结果，究竟是怎样的物理机制导致了今年的大旱，相信未来会有更加细节性的研究。
还有什么异常气候要为云南的干旱负责？
厄尔尼诺确实在云南的干旱中扮演了重要角色。2009-2010年的那场特大干旱有Modoki型厄尔尼诺( 即热带中太平洋增温型）的“手笔”。2014-2016年的厄尔尼诺事件也导致了2015年云南较为严重的初夏高温干旱。
但这并不代表厄尔尼诺要为云南干旱负全责。
2006年的夏季干旱主要是西太平洋副高加强和前冬青藏高原积雪减少影响。2012-2013 年的秋冬春季干旱就是受拉尼娜事件影响。大气物理研究所的王林副研究员及其合作者基于以往研究，总结了可能影响我国西南部干旱的所有要素。热带西太平洋、孟加拉湾、中南半岛和青藏高原东部等地区环流异常、水汽输送通量散度异常、热带印度洋海表温度异常以及北极涛动(AO) 异常等都在其列。
（图片来自：参考文献2）
可能影响中国西南部地区干旱形成的重要候选区示意图。黄线代表中国的边界，而红色方框表示中国西南部地区。TNWP代表热带西北太平洋，ENSO、WPSH和AO代表厄尔尼诺-南方涛动、西太平洋副热带高压和北极振荡。
由于海陆之间复杂的相互作用，他们之间不会是简单的“1+1=2“的推导模式。基于强非线性的存在，海洋和相关大气环流的耦合对云南干旱反馈研究还有很大的不确定性。因此，虽然人们对于云南干旱不同时间尺度下的变率有了清晰的了解，但对其可能的影响机制并没有定论，仍需进一步研究。
（图片来自：dreamstime）
如果将线性比作一条直线，非线性就像这团线，知道开始和结果，却很难说清楚中间发生了什么
除了气候，还有谁要背锅？
造成云南干旱的，并非只有气候。优质森林的减少也难辞其咎。（请戳：什么导致森林大面积死亡，你会发现一个真·恶性循环）
植被覆盖特有的水土保持功能在陆气相互作用中扮演着重要角色，对降水具有反馈作用。
云南早期广泛的经济作业导致了省内植被退化、森林砍伐、土壤侵蚀和水资源的过度消耗。近年来，在全省的努力下，云南植被覆盖度呈好转趋势，即将实现从1975年的24.9%到2020年达60%（预期）的飞跃。
（图片来自：参考文献10）
云南省2001-2016年植被覆盖度变化趋势，红色系代表减少，绿色系代表增加
然而，由于林分结构不合理、人工林比重大以及近熟林多等因素，这里的森林资源质量并不高。为了经济发展，自然保护区内毁林种茶，破坏生态的情况时有发生，还存在用经济林替代森林的情况。研究发现，西双版纳橡胶种植的急剧扩张，加速了土壤酸化，这会导致热带雨林面积大幅度减少，水源涵养能力下降等一系列生态问题，“绿色沙漠”的蔓延必定对周围生态带来重大威胁。
（图片来自：大地量子）
1980与2016年1980与2016年西双版纳热带雨林植被覆盖率的变化
此外，云南周边国家或地区（如泰国、老挝等）的森林破坏，会使得云南夏季风水汽来源途中的“歇脚处”受损，进一步造成云南干旱。
没有原始森林产出水汽凝结核，留住水汽涵养水源，失去了森林式降水的云南只能靠“老天赏饭”了。
云南苦旱久矣 未来会变好么？
如前文所述，2020并非云南干旱的开端。
近十年来，干旱每年都会造访云南。在去年5月，中国天气就指出，2019年以来，云南天气气候呈现两个特点：一是冬春季、初夏气温持续偏高；二是初夏降水显著偏少，干旱突出。全省（以60%的站点为标志）进入雨季的日期出现在6月24日，较常年推迟29天，创历史最晚纪录。
雨季降水偏少，2019年的干旱尚难以缓解，云南水库存一直被消耗，致使干旱不利影响“悄悄”增长。到了2020年，春季农业生产用水急剧增加，降水显著减少，水资源自然“纷纷告急”。
2020年4月20日干旱综合检测结果（图片来自：中国气候中心）
好消息是，4月25日起云南地区降水开始显著增多。但是春季本就是干季，即使有短时大范围强降雨天气出现，云南的旱情仍很难在短期内得到较好的控制，干旱可能会向深层次发展，并持续到初夏雨季开始前。
王林副研究员及合作者基于CMIP5框架评估了我国西南部干旱的潜在未来变化，认为该地的干旱风险几乎是全国其他地区的两倍。不过，研究也指出，目前的气候模型无法同时捕捉海温异常和环流异常的位置和强度，因此很难建立有效的预测方法，预测结果可能并不准确。
尽管气候难以捉摸，气象界也没有停止研究的步伐。但我们大家可以确定的是，只有坚持加强基础设施建设，改善降水时空分布极度不均带来的部分地区水资源严重匮乏，提高水资源的开发利用率，减少石漠化土地面积，才能减缓重旱的威胁。
同时不断强化森林资源保护管理，坚持生态发展优先，将荒林变绿林，云南才能在未来留住水。只有尽早预测并检测到干旱的出现，才能更及时有效地采取防救措施。
在全球变暖的大背景下，像云南干旱这样的局地极端异常气候事件不是第一个，也不会是最后一个。气候能参与造就美丽的“彩云之南”，也能重创她秀美的山川。气候研究为我们解释了云南为什么变干，却无法回答何时才能停止变干。希望通过学者与广大民众的共同努力，一个不再“极端”的地球能早日再现。
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作者单位：中国科学院大气物理研究所
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