乾旱的歷史為我們的氣候未來提供了線索

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古代干法術為乾旱的未來提供線索

美國宇航局 - 由於中美洲和美國西南部的部分地區經歷了數十年來遭受這些地區乾旱的最嚴重干旱，科學家們發現了有關古代乾旱期的新證據，表明未來可能會造成更嚴重的水資源短缺。 12月5，2011在舊金山舉行的美國地球物理聯盟年會上發表了三位研究人員，介紹了有關乾旱過去和未來的新發現。

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前哥倫比亞人崩潰

美國宇航局戈達德空間研究所（GISS）和紐約市哥倫比亞大學拉蒙特 - 多赫蒂地球觀測站附屬的氣候學家本庫克強調了一項新的研究，該研究表明瑪雅人和阿茲特克人的古代中美文明可能會擴大干旱。尤卡坦半島和墨西哥南部和中部通過清理熱帶雨林為牧場和農田騰出空間。

將森林轉變為農田可以以影響降水模式的方式增加陸地表面的反射率或反照率。庫克解釋說：“農田和牧場吸收的能量比雨林略少，因為它們的表面往往更輕，反射更強。” “這意味著可用於對流和降水的能量更少。”

古代干法術為乾旱的未來提供線索

新的氣候模擬表明，前哥倫比亞中美洲廣泛的森林砍伐與降水量的減少相對應。這張圖片顯示了800 CE和950 CE之間該區域正常降水量的減少。在此期間，瑪雅文明達到了人口最高峰，並突然崩潰。（圖片來源：美國宇航局戈達德太空研究所的本庫克）

庫克及其同事使用GISS開發的高分辨率氣候模型進行模擬，比較前哥倫佈時期（1492 CE之前）和後哥倫比亞時期植被覆蓋對中美洲降水和乾旱的影響。前哥倫比亞時代在尤卡坦半島以及整個墨西哥南部和中部地區都出現了大面積的森林砍伐現象。在後哥倫比亞時期，隨著當地人口的減少以及農田和牧場的廢棄，森林再生。

庫克的模擬包括來自新發布的土地覆蓋重建的輸入，這是人類植被變化的最完整和準確的記錄之一。結果是明確無誤的：當森林砍伐普遍存在時，降水量水平下降了很多 - 通常是10到20％。來自石筍的降水記錄，一種受古氣候學家用來推斷過去氣候趨勢的水分含量影響的洞穴形成，在尤卡坦州與庫克的模型結果很吻合。

這種影響在尤卡坦半島和墨西哥南部最為明顯，這些地區與瑪雅和阿茲特克文明的中心重疊，並且森林砍伐程度很高，人口密度最高。例如，降雨量水平下降了20 CE和800 CE之間尤卡坦半島部分的950百分比

庫克的研究支持以前的研究，該研究表明，由於森林砍伐而導致的干旱是瑪雅帝國圍繞950 CE迅速崩潰的關鍵因素。在2010，內布拉斯加大學氣候建模師Robert Oglesby發表了一項研究報告。地球物理學報這表明砍伐森林可能導致瑪雅人崩潰。雖然奧格爾斯比和庫克的模型得出了類似的結論，但庫克可以獲得更準確可靠的植被變化記錄。

在800 CE和950 CE之間的瑪雅文明高峰期，基於他的模型的土地覆蓋重建庫克表明，瑪雅人只留下了尤卡坦半島上一小部分森林。相比之下，在1500 CE和1650 CE之間的時期，在歐洲人的到來使當地人口大量減少之後，自然植被幾乎覆蓋了所有尤卡坦人。在現代，砍伐森林已經改變了海岸附近的一些地區，但半島的大部分森林仍然完好無損。

“我不認為砍伐森林會導致乾旱或者它對瑪雅人的衰落負全部責任，但我們的結果確實表明，森林砍伐會使氣候偏向乾旱，而前殖民時期大約一半的干旱是砍伐森林的結果，“庫克說。

東北部的Megadroughts

影響東北的最後一次重大干旱發生在新西蘭的1960s，持續了大約三年，並對該地區造成了重大影響。美國宇航局地理信息系統和哥倫比亞大學附屬的古氣候學家多蘿西·皮特（Dorothy Peteet）發現了證據顯示東北地區發生了更為嚴重的干旱。

通過分析從哈德遜河谷的幾個潮汐沼澤中收集的沉積物核心，Peteet和她在Lamont-Doherty的同事已經發現證據表明，在過去的6,000年中，東北地區至少發生了三次乾旱。最長的，相當於被稱為中世紀暖期的時間跨度，持續了一些500年，並開始在850 CE附近。另外兩個發生在5,000多年前。它們較短，僅為20至40年，但可能更嚴重。

“人們通常不認為東北地區是一個可以經歷乾旱的地區，但有地質證據表明主要的干旱可能並確實發生，”皮特說。 “科學家們不能忽視這一點。我們在這些沉積物岩心中發現的東西對該地區具有重大意義。”

Peteet的團隊使用X射線熒光光譜法檢測了所有三次乾旱。他們將這項技術應用於紐約Piermont Marsh收集的核心，以尋找在乾旱期間更有可能在沼澤中發生的特徵元素 - 如溴和鈣。

來自哈德遜河的淡水和來自大西洋的鹹水在不同時段都是皮埃蒙特沼澤地區的主要水源，但隨著進入沼澤地的淡水量下降，鹹水在乾旱期間向上游移動。 Peteet的團隊在幾年前對應於5,745和5,480的沉積物岩心部分中檢測到極高水平的溴和鈣，這兩者都是鹽水存在和乾旱存在的指標。

在中世紀暖期，研究人員還發現某些類型的花粉物種，特別是松樹和山核桃的豐度顯著增加，表明氣候乾燥。相比之下，在中世紀暖期之前，有更多的橡樹，更喜歡潮濕的條件。他們還發現了一層厚厚的木炭，表明在中世紀溫暖時期，在乾旱期間更常見的野火是常見的。

“我們仍然需要做更多的研究，然後才能充滿信心地說東北地區的干旱是多麼廣泛或頻繁，”皮特說。例如，Peteet團隊研究的核心存在一些差距，她計劃更詳細地進行調查。她還希望將該項目的範圍擴大到東北部的其他沼澤和河口，並與氣候建模者合作，開始梳理導致該地區發生乾旱的因素。