为什么地中海是气候变化的热点地区

尽管全球气候模型在许多方面各不相同，但它们都同意:地中海地区在未来几十年将显著干旱，冬季雨季的降水量可能会减少40%。

麻省理工学院(MIT)研究人员的一项分析现已发现了解释该地区，尤其是中东和非洲西北部异常效应的潜在机制。分析可以帮助改进模型，增加预测的确定性，这对该区域的水资源和农业管理有重大影响。

这项研究上周发表在《气候杂志》上，由麻省理工学院研究生亚历山大·图尔和土木与环境工程教授埃尔法蒂赫·埃尔塔希尔共同完成。

关于地球气候变化的不同全球循环模型一致认为，几乎所有地方的气温都会升高，大多数地方的降雨也会增加，部分原因是较暖的空气可以携带更多的水蒸气。然而，“有一个主要的例外，那就是地中海地区，”Eltahir说，它显示出地球上所有陆地上预计降雨量下降幅度最大的地区。

他说:“尽管这些模型存在种种差异，但它们似乎都同意这一趋势将会发生。”尽管它们在下降幅度上存在差异，从10%到60%不等。但之前没有人能够解释原因。

图埃尔和埃尔塔希尔发现，地中海地区预计的干燥是气候变暖的两种不同影响汇合的结果:上层大气环流动力学的变化和陆地和海洋温差的减小。这两种因素本身都不足以解释降雨的异常减少，但把这两种现象结合起来就能充分解释模型中所看到的独特的干燥趋势。

第一个效应是一种大规模的现象，与被称为中纬度急流的强大的高海拔风有关，它在欧洲、亚洲和北美地区驱动一种强大的、稳定的从西向东的天气模式。图埃尔说，这些模型表明，“随着全球气温升高，这些中纬度急流的强度也会增加，这是气候变化所带来的有力影响之一。”

但在北半球，这些风遇到了障碍，包括落基山脉、阿尔卑斯山脉和喜马拉雅山脉，这些共同给稳定的环流带来了一种波型，造成了气压高低交替的区域。高气压与晴朗、干燥的空气有关，而低气压与湿润的空气和风暴系统有关。但随着空气变暖，这种波型就会改变。

图埃尔解释说:“碰巧地中海的地理位置和山脉的位置影响了大气中高空空气流动的模式，从而在地中海上空形成了一个高压区。”这一高压区域形成了一个降水少的干燥地带。

然而，单单这一效应并不能解释地中海干旱的原因。这就需要另外一种机制，即减少陆地和海洋之间的温差。这种有助于推动风的差异也将因气候变化而大大减少，因为陆地比海洋变暖的速度快得多。

图埃尔说:“地中海与其他地区真正不同的是它的地理位置。”“基本上，你有一个被大陆包围的大海，这在世界其他地方是没有的。“虽然模型显示，在未来一个世纪，周围的陆地将变暖3到4摄氏度，但海洋本身只会变暖大约2摄氏度。“基本上，水和陆地之间的差异会随着时间的推移而缩小，”他说。

这反过来又放大了压差，增加了驱动地中海盆地周围顺时针环流模式的高压区域。由于当地特殊的地形，预测显示受干旱趋势影响最严重的两个地区是非洲西北部(包括摩洛哥)和地中海东部地区(包括土耳其和黎凡特)。

研究人员说，这种趋势不仅仅是一种预测，而且在中东和北非西部最近的气候趋势中已经变得很明显。“我们已经在这些地区发现了降水的减少，”Eltahir说。他说，在已经干旱的地区，降雨量的减少甚至可能导致了该地区的政治动荡。

“我们从观测到的降水记录中记录了这一东部地区已经经历了一次显著的降水减少，”Eltahir说。他说，现在人们已经了解了潜在的物理过程，这将有助于确保该地区的规划者认真对待这些预测。他说，这将提供更大的信心，使他们能够“理解变化将会发生的确切机制”。

Eltahir一直在与摩洛哥政府机构合作，帮助它们将这些信息转化为具体规划。他说:“我们正在尝试进行这些预测，看看对水的可用性会有什么影响。”“这可能会对摩洛哥如何规划其水资源产生很大影响，也会影响他们如何开发技术，通过更好地管理农田规模的水资源，或者通过使用更高技术的精准农业，帮助他们减轻这些影响。”

这项工作得到了摩洛哥穆罕默德六世理工大学和麻省理工学院的合作研究项目的支持。