近日，npj Climate and Atmospheric Science在线发表了中国海洋大学海洋与大气学院最新科研成果“The dominant factor in Extreme dust events over the Gobi Desert is shifting from Extreme winds to Extreme droughts”（戈壁沙漠极端沙尘事件的主导因素正在由极端大风向极端干旱转变）。该成果第一作者是海洋与大气学院青年教师祝清哲，通讯作者是兰州大学大气科学学院刘玉芝教授。
位于中蒙交界处的戈壁沙漠是全球重要的沙尘源区，为我国沙尘天气的主要来源之一。目前针对该区域极端沙尘事件的研究主要集中在个例分析上，相关结论表明戈壁沙漠极端沙尘事件主要受强风和不稳定条件以及干旱裸露地表的影响。但在气候变化背景下，戈壁沙漠所在的中纬度西风减弱而区域干旱加剧，这种变化是否影响戈壁沙漠极端沙尘事件的主导因素尚未有研究进行讨论。
本研究基于卫星观测提供的气溶胶光学厚度信息提取2000-2023年春季戈壁沙漠地区的所有极端沙尘事件（extreme dust event; EDE），并通过对比分析两次持续时间最长、沙尘强度最大的极端事件（EDE2001和EDE2021; 图1）发现EDE2001期间的戈壁沙漠区域平均10米风速为2000-2023年同期最大，而EDE2021期间10米风速则低于2000-2023年同期均值；在EDE前期，EDE2001和EDE2021前1周的平均地表温度均高于2000-2023年同期均值，其中EDE2021前1周平均地表温度达到了2000-2023年同期最高，而EDE2001前1周平均地表温度位于2000-2023年同期第四位。这表明极端大风伴随了EDE2001，而EDE2021则与极端大风无关，但其前期的极端高温促进了戈壁沙漠地表变得更为干旱：对EDE2001和EDE2021前期土壤温度和湿度、干旱指数、积雪覆盖度以及归一化植被指数的统计显示EDE2021前期戈壁沙漠经历了极端干旱，而EDE2001前期戈壁沙漠的干旱程度相对缓和。因此，极端沙尘的产生并不需要极端大风和极端干旱同时存在。
进一步研究指出局部海温变化导致的正相位欧亚遥相关和正相位西太平洋遥相关-正相位北极涛动分别引起了EDE2001期间的极端大风和EDE2021前期的极端高温，并且欧亚遥相关指数在2000-2023年EDE2001同期呈减弱趋势，而西太平洋遥相关指数和北极涛动指数在2000-2023年EDE2021前一周同期呈增强趋势，这意味着2000年以来EDE的驱动因素可能正在由极端大风向极端高温引起的极端干旱转变。对戈壁沙漠所有极端沙尘事件期间及前期的气压、地表温度、10米风速、土壤温度和湿度、干旱指数以及归一化植被指数的统计证实了这一可能，即2000年以来EDE的驱动因素正在由极端大风向极端干旱转变（图2）。因此，区域干旱应在戈壁沙漠极端沙尘事件的预警预报中给予更多的重视。
图1. （a）戈壁沙漠春季极端沙尘事件的强度和持续时间统计。每个点代表一次极端沙尘事件，点的大小代表持续时间、点在纵轴的位置代表沙尘事件强度。图中标注了EDE2001和EDE2021的持续时间和强度。（b）和（c）为EDE2001和EDE2021的沙尘气溶胶光学厚度分布。（d）和（e）为EDE2001和EDE2021的沙尘气溶胶光学厚度在2000-2023年春季沙尘气溶胶光学厚度中的百分位数（%）。
图2. 2000-2023年不同时段极端沙尘期间及前期戈壁沙漠地区500 hPa气压、地表温度、10米风速、土壤温度和湿度、干旱指数以及归一化植被指数的统计。
发表文章列表：
Zhu, Q., Liu, Y. The dominant factor in extreme dust events over the Gobi Desert is shifting from extreme winds to extreme droughts. npj Clim Atmos Sci 7, 141 (2024).
文章链接：https://doi.org/10.1038/s41612-024-00689-z