|
Warming accelerates global drought severity
Solomon H. Gebrechorkos, Justin Sheffield, Sergio M. Vicente-Serrano, Chris Funk, Diego G. Miralles, Jian Peng, Ellen Dyer, Joshua Talib, Hylke E. Beck, Michael B. Singer & Simon J. Dadson
摘要
Drought is one of the most common and complex natural hazards affecting the environment, economies and populations globally. However, there are significant uncertainties in global drought trends, and a limited understanding of the extent to which a key driver, atmospheric evaporative demand (AED), impacts the recent evolution of the magnitude, frequency, duration and areal extent of droughts. Here, by developing an ensemble of high-resolution global drought datasets for 1901–2022, we find an increasing trend in drought severity worldwide. Our findings suggest that AED has increased drought severity by an average of 40% globally. Not only are typically dry regions becoming drier but also wet areas are experiencing drying trends. During the past 5 years (2018–2022), the areas in drought have expanded by 74% on average compared with 1981–2017, with AED contributing to 58% of this increase. The year 2022 was record-breaking, with 30% of the global land area affected by moderate and extreme droughts, 42% of which was attributed to increased AED. Our findings indicate that AED has an increasingly important role in driving severe droughts and that this tendency will likely continue under future warming scenarios.
干旱是全球最常见且最复杂的自然灾害之一，影响着环境、经济和人口。然而，全球干旱趋势仍存在显著不确定性，且人们对关键驱动因子——大气蒸发需求（AED）在干旱强度、频率、持续时间和影响范围等方面演变中的作用仍缺乏深入理解。在本研究中，研究人员构建了覆盖1901–2022年的高分辨率全球干旱数据集集合，发现全球干旱严重程度呈现上升趋势。研究结果表明，AED 使全球干旱严重程度平均提高了约40%。不仅干旱地区变得更加干旱，原本湿润的地区也正呈现出干旱化趋势。在过去5年（2018–2022年）中，干旱影响区域相比1981–2017年平均扩大了74%，其中58%的扩展归因于AED的增强。2022年创下历史记录，全球30%的陆地面积受到中度或极端干旱影响，其中42%归因于AED的上升。这些发现表明，大气蒸发需求在驱动严重干旱中正扮演越来越重要的角色，并且在未来变暖情景下，这一趋势可能会持续加剧。
主要图表
图1 月尺度 SPEI、干旱区域百分比、SPEI 趋势与 2022 年干旱分布图。a、b：展示了准全球范围（50°S 至 50°N）内的平均 HRSPEI（图 a）和全球干旱区域所占百分比（图 b）。c：显示了 1981–2022 年间 6 个月尺度 HRSPEI 的变化趋势（单位为 z 值/年），灰色区域代表趋势不显著（P > 0.05）。d：为 2022 年 8 月创纪录干旱期间的 6 个月 HRSPEI 值空间分布图（单位为 z 值）。该时间序列基于以下数据集构建：HRSPEI（0.05°分辨率）：由 MSWEP_hPET、MSWEP_GLEAM、CHIRPS_hPET 和 CHIRPS_GLEAM 四套数据在 1981–2022 年间的集合均值；CRU-TS（0.5°分辨率）：时间跨度为 1901–2022 年；ERA5（0.25°分辨率）：时间跨度为 1950–2022 年。时间序列分析范围为热带与亚热带陆地区域（50°S 至 50°N），排除了年平均降水量低于 180 毫米的地区。对于高于 50°N 的地区，由于 CHIRPS 数据覆盖仅到 50°N，因此趋势分析采用 MSWEP_hPET 与 MSWEP_GLEAM 的平均值。图中垂直线表示 1950–1980 年期间，在 ERA5 与 CRU-TS 数据中 SPEI 值普遍高于 1981–2022 年，反映出气候干旱趋势在后期明显增强。
图2 1981–2022 年期间 6 个月 SPEI 干旱强度与频率的变化趋势。a, b：基于实测降水和大气蒸发需求（AED）的“Observed”情景显示了干旱强度（a，单位：z 值/年）和干旱频率（b，单位：月/年）的变化趋势。干旱事件定义为 SPEI < −1。强度指每年所有 SPEI < −1 事件的 SPEI 累加值。频率指一年内 SPEI < −1 的事件数。c, d：基于实测降水和气候平均蒸发需求（AEDclm）的“AEDclm”情景下，分别为干旱强度（c）和频率（d）的趋势。e, f：两种情景的趋势差异图，分别为干旱强度（e）和频率（f），反映了 AED 对干旱变化趋势的影响程度。所有趋势均基于 MSWEP_hPET 数据计算。干旱趋势和区域平均排除了年降水量低于 180 毫米的干旱区。灰色区域表示趋势不显著（P > 0.05），以提高可视清晰度。g–r：六大洲的区域平均干旱强度（单位/年，g–l）与频率（月/年，m–r）；南美洲：（g、m），非洲（h、n），澳大利亚（i、o），欧洲（j、p），亚洲（k、q），北美洲（l、r）。
图3 1981–2022年间6个月SPEI的月度时间序列与趋势差异。a，准全球范围（南纬50°至北纬50°）基于AEDclm、Prclm和HRSPEI的6个月SPEI平均值。MSWEP_AEDclm和 CHIRPS_AEDclm 表示基于 MSWEP和 CHIRPS 降水与 AEDclm（GLEAM 和 hPET 的气候平均值）计算的平均SPEI；GLEAM_Prclm和 hPET_Prclm 表示基于 GLEAM 和 hPET 的 AED 以及 Prclm（MSWEP 和 CHIRPS 的气候平均值）计算的平均SPEI。b，基于观测数据（观测降水与 AED）得到的 SPEI 与基于观测降水和 AED 气候平均值（AEDclm）得到的 SPEI 之间的趋势差异。c，基于观测数据得到的 SPEI 与基于观测 AED 和降水气候平均值（Prclm）得到的 SPEI 之间的趋势差异。灰色标记表示统计不显著的趋势（P > 0.05），以增强可视化清晰度。趋势分析排除了年均降水量低于180 毫米的干旱地区。对于北纬50°以北的区域，由于CHIRPS 数据只覆盖至北纬50°，趋势基于MSWEP_hPET 和 MSWEP_GLEAM 的平均值计算。
图4 AED 和降水对 6 个月 SPEI 趋势的百分比贡献。a, b：AED（图a）和降水（图b）对1981–2022年6个月HRSPEI观测变化的百分比贡献。这些贡献通过计算观测趋势与基于 AED（AEDclm）和降水（Prclm）气候平均值趋势之间的差异来获得。AED 的贡献由“观测 AED 与降水”的趋势减去“观测降水与AEDclm”的趋势来确定；同样，降水的贡献由“观测降水与 AED”的趋势减去“观测 AED 与 Prclm”的趋势来计算。然后，将每个因子差值的绝对值除以总绝对差值，计算其百分比贡献，从而提供每个因子对观测趋势影响的相对衡量。c：不同区域及全球范围内降水与 AED 对 SPEI 变化的平均贡献。
引用方式
Gebrechorkos, S.H., Sheffield, J., Vicente-Serrano, S.M. et al. Warming accelerates global drought severity. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09047-2
来源： “地学科研动态”公众号
https://mp.weixin.qq.com/s/oLfY9s2Z-Y85_j4Qn509Hw
| 
发表于 2025-6-6 15:17:26
