3. 地區(qū)的干濕狀況如何判斷？

一個(gè)地方的干濕狀況取決于多個(gè)因子，最主要的參數(shù)是降水量和蒸發(fā)量，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，如果降水量超過(guò)潛在蒸發(fā)量，則這個(gè)地方氣候濕潤(rùn)，反之該地氣候特征為干旱。因此衡量一個(gè)地區(qū)的干濕變化，并不簡(jiǎn)單基于降水，而是要綜合考慮降水和蒸發(fā)的共同作用，考核干旱指數(shù)的變化情況。常用的干旱指數(shù)包括標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)、標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散發(fā)指數(shù)(SPEI)、自適應(yīng)帕默爾指數(shù)(scPDSI)、DSI等。

圖2. 敦煌氣象局大型蒸發(fā)器（E-601B型蒸發(fā)器），干旱的敦煌年潛在蒸發(fā)量約為2500毫米。

西北地區(qū)（以新疆、甘肅西部、內(nèi)蒙古西部為主體）是全球最干旱的區(qū)域之一，距離四大洋都非常遙遠(yuǎn)：南邊與印度洋隔著西藏高原，東邊與太平洋隔著黃土高原、蒙古高原和河西走廊，西邊與大西洋隔著歐洲大陸、烏拉爾山和帕米爾高原，北邊與北冰洋隔著阿爾泰山脈和天山山脈。這些地方降水稀少，絕大多數(shù)地區(qū)年降水不足100毫米，部分地區(qū)年降水甚至不足50毫米。

然而這一區(qū)域是我國(guó)日照和太陽(yáng)輻射最強(qiáng)的區(qū)域，蒸發(fā)量非常大，潛在蒸發(fā)量可以超過(guò)2000毫米。這意味著即使有長(zhǎng)江流域的年降水量（1000-1200毫米），也不足以應(yīng)對(duì)這里強(qiáng)大的蒸發(fā)量，因此干旱和水資源緊缺是西北地區(qū)的最重要特征。

圖3. 用潛在蒸發(fā)量與降水量之差表示的干濕指數(shù)（單位：mm），如果某地蒸發(fā)量大于降水量，則氣候特征為干旱，反之，如果蒸發(fā)量小于降水量，則這個(gè)地方氣候濕潤(rùn)。西北地區(qū)蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，是極端干旱的區(qū)域。所謂“春風(fēng)不度玉門(mén)關(guān)”，西北的水汽來(lái)源主要來(lái)自于西風(fēng)帶。

由于降水與潛在蒸發(fā)差了一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此西北變“濕”基本上是個(gè)偽命題，只要降水量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于潛在蒸發(fā)量，任何降水的增加只是意味著極端干旱狀況的些許緩解，并不能說(shuō)明西北變得“暖濕”起來(lái)。做一個(gè)簡(jiǎn)單的估計(jì)，西北地區(qū)干濕狀況要發(fā)生質(zhì)的變化，年降水量需要達(dá)到至少500mm以上，目前沒(méi)有任何一個(gè)研究可以支持這樣大幅度的變化。

有一點(diǎn)值得注意，在考察干旱/濕潤(rùn)化變化中，各個(gè)干旱指數(shù)特征有所差別，其核心是如何考察溫度、太陽(yáng)輻射、風(fēng)速和水文變化等導(dǎo)致的蒸發(fā)的變化，有些干旱指數(shù)不考慮溫度變化，有些干旱指數(shù)不考慮水文過(guò)程，有些參數(shù)依賴于陸面模式的模擬性能，在計(jì)算潛在蒸發(fā)時(shí)，也有不同的計(jì)算方案，這些都會(huì)影響對(duì)于干濕趨勢(shì)變化的判斷。

4. 西北地區(qū)干濕變化情況怎么樣？

如果僅僅考察降水變化，在上世紀(jì)80年代中期之后，西北絕大多數(shù)地區(qū)降水確實(shí)有所增加，Wei and Wang (2013)分析西北47個(gè)氣象觀測(cè)站年平均降水量，結(jié)果表明，在1960-1986之間的平均年降水量為110mm，而1987-2009之間增加到134mm，增幅達(dá)到20%，降水確實(shí)有所增加。

在此期間，西北的溫度也隨之增加，溫度增幅不僅比全球平均高，而且也高于中國(guó)東部區(qū)域，1960-76的平均溫度約為7.33度，而1997-2009平均溫度達(dá)到8.69度，增加了1.36度，尤其是2000年之后的增速達(dá)到每十年約0.6度，增幅遠(yuǎn)超全球平均數(shù)值的每十年約0.177度。

增溫帶來(lái)潛在蒸發(fā)的變化，這47個(gè)站的平均潛在蒸發(fā)在90年代中期以前約為675mm，而在90年代中后期之后增加到720mm以上，增加約45mm，增幅遠(yuǎn)超過(guò)了降水的增幅(24mm)。

圖4. 1960-2013年期間西北47個(gè)測(cè)站年平均降水量變化序列，80年代中期之后降水比之前有大幅增加，圖片來(lái)自于Wei and Wang (2013)。

圖5. 1960-2013年期間西北47個(gè)測(cè)站年平均溫度變化序列，增溫趨勢(shì)明顯,圖片來(lái)自于Wei and Wang (2013)。

圖6. 1960-2013年期間西北47個(gè)測(cè)站年平均潛在蒸發(fā)的變化序列，90年代中期有突變?cè)黾? 圖片來(lái)自于Wei and Wang (2013)。

綜合考慮降水和蒸發(fā)之后，可以計(jì)算反應(yīng)干濕變化的干旱指數(shù)，圖7是把90年代末前后的兩個(gè)氣候態(tài)干旱指數(shù)（SPEI）做差，從而確定這段時(shí)間的干濕變化情況。紅色表示干旱化持續(xù)發(fā)展，干旱指數(shù)的分析并不支持西北向更濕發(fā)展。

圖7. 1997年前后干旱指數(shù)SPEI的變化，紅色圓點(diǎn)表示干旱化持續(xù)發(fā)展，圖片來(lái)自于Wei and Wang (2013)