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炎熱干涸的沙漠，竟然會爆發(fā)“洪水”？這看似不可思議的一幕，卻實實在在發(fā)生過。在過去幾年，無論撒哈拉沙漠還是塔克拉瑪干沙漠，都先后迎來暴雨，甚至在局部區(qū)域還引發(fā)洪水。當流動的沙丘被湍急的洪水沖刷，這些原本年均降雨量不足50毫米的極端干旱地區(qū)，正在用極端天氣向我們展示大自然的威力。而對于人類來說，沙漠中降下暴雨，究竟是福是禍呢？

01 沙漠的誕生：自然神力與文明傷疤

要回答這個問題，就需要從沙漠的形成說起。沙漠給許多人帶來的刻板印象往往就是寸草不生、黃沙漫天、生態(tài)惡化。但事實上，絕大多數(shù)沙漠，卻是地球上正常生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的一環(huán)，地球的地質運動與氣候變遷，造就了沙漠。

圖源：Pixabay

地質運動

地球板塊碰撞造就了地球壯觀的沙漠地貌。印度洋板塊與亞歐大陸的劇烈俯沖，在使青藏高原隆起的同時，將塔里木盆地推向了副熱帶高壓的掌控之下，導致了塔里木盆地年降水量的減少。這種地質構造的“蹺蹺板效應”，使得羅布泊在短短兩千年間退縮350公里，留下舉世罕見的“地球之耳”地貌。

大氣環(huán)流

大氣環(huán)流編織著沙漠的“干燥結界”。早在16世紀，英國氣象學家喬治·哈德來就發(fā)現(xiàn)赤道地區(qū)因為長時間被太陽照射，空氣受熱升溫而上升，之后向兩極移動，并隨著緯度變高溫度下降、密度增大，之后落回地表附近又向赤道移動，形成了一個大氣環(huán)流圈。這被稱為哈德來環(huán)流。而流經(jīng)撒哈拉沙漠上空的哈德來環(huán)流如同巨型抽水機，每年將上億噸水汽從赤道抽離，使這里形成年均降水25毫米以下的超低降水區(qū)。所以撒哈拉雖然三面環(huán)海，卻是世界上面積最大的沙漠。

前面已經(jīng)說道，這些自然形成的沙漠，實則是地球生態(tài)系統(tǒng)的有機組成。撒哈拉沙漠的沙塵跨過大洋，每年向南美洲的亞馬遜雨林輸送數(shù)億噸礦物質養(yǎng)分；中國西北沙漠的沙塵暴則每年為東亞地區(qū)帶來15億噸的水汽。沙漠不是文明的終點，而是全球生態(tài)循環(huán)的關鍵節(jié)點。

荒漠化

不同于自然形成的沙漠系統(tǒng)，荒漠化是由于人類部分活動對自然環(huán)境的破壞所造成的。例如，在草原生態(tài)環(huán)境中，過度放牧會導致植被退化，并帶來土壤沙化等一系列連鎖反應。除此之外，掠奪式礦產(chǎn)開采同樣可能造成荒漠化，澳大利亞西部的鐵礦開采，導致地下水位下降40米，形成面積超過10萬平方公里的鹽堿化荒漠。這些人為制造的荒漠化，正在顛覆脆弱的生態(tài)平衡。

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02 沙漠為什么會“洪澇”？

沙漠氣候干旱炎熱的原因，與地球地質或者氣候變化密切相關。同樣，當?shù)刭|或者氣候變化表現(xiàn)出非常規(guī)的劇烈波動狀態(tài)時，沙漠中也會出現(xiàn)暴雨甚至“洪澇”的反常氣候。

大氣環(huán)流異常

近年來全球變暖，導致大氣環(huán)流路線異常。大氣環(huán)流路線的紊亂，也使得其攜帶的暖濕氣團偏離了固有的方向，這就使得原本干旱少雨的區(qū)域，因為暖濕氣團的經(jīng)過而出現(xiàn)大量降水。例如2021年塔克拉瑪干沙漠突然遭遇暴雨，單日降雨量突破200毫米，主要原因之一就是當年夏季印度洋副高氣壓帶異常北移，其攜帶的大量暖濕氣流突破天山山脈屏障，在塔克拉瑪干沙漠上空滯留所導致。

高山冰川消融

全球氣候變暖帶來的另一連鎖反應，就是原本高原或者山地地形中千年不化的冰山突然開始加速消融，從而改變了局部區(qū)域的水循環(huán)格局。還是以2021年塔克拉瑪干沙漠的洪澇為例，當年臨近塔克拉瑪干沙漠的昆侖山脈，因為氣溫的上升，冰川消融量超過百億噸，這幾乎相當于1個鄱陽湖的水量。而這些冰川融水通過地下暗河系統(tǒng)向沙漠腹地輸送，在高溫低壓環(huán)境下形成瞬時地表徑流，從而把原本干旱的塔克拉瑪干沙漠變成了澤國。

特殊地形匯聚徑流

在某些沙漠區(qū)域，由于河道、盆地、谷地等特殊低洼地形的存在，整個區(qū)域具備了強大的集水能力。地表徑流可能會在這些低洼凹陷處匯集，然后等待時機“爆發(fā)”。例如位于澳大利亞的阿倫塔沙漠，在2019年因為氣候異常，其干涸河道在短時間內(nèi)蓄積了大量地面徑流，水流裹挾著沙粒形成了堰塞湖，并最終變成了破壞力巨大的洪水。

城市熱島效應

人類的活動同樣會成為影響沙漠區(qū)域洪澇氣候的重要因素。例如建在沙漠里的城市迪拜，由于大規(guī)模的城市開發(fā)，市區(qū)建筑物以及熱量排放使得區(qū)域整體溫度升高了近10℃。這種局地加熱促使對流云團快速發(fā)展，也造成了降水率的驟然提升。就在2020年，迪拜所在區(qū)域的城市熱島效應，讓上升氣流厚度增加，延長了降雨云團的生命周期，結果導致周邊阿布扎比地區(qū)降水量超過了200毫米，達到當?shù)匕倌暌挥龅慕邓?/p>

03 持續(xù)“洪澇”能讓沙漠變綠洲嗎？

大家可能會認為，沙漠中的暴雨甚至洪澇，能給干旱地區(qū)帶來寶貴的水資源，哪怕短期內(nèi)可能帶來損失，從長遠來看依舊是一件好事。然而地球的生態(tài)系統(tǒng)是一個精密而復雜的體系，各種因素相互制約，往往牽一發(fā)而動全身。所以沙漠“洪澇”的利弊，很難簡單清晰地被評判。

首先從利好方面來分析，“洪澇”所帶來的水資源，的確能夠給沙漠地區(qū)的許多生物帶來復蘇的契機。除此之外，它所帶來的額外好處是增加整個區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)對二氧化碳的匯集能力，這能緩解近些年因為碳超量排放帶來的全球變暖趨勢。

然而，持續(xù)強降雨同樣存在弊端與風險，首先它會造成沙漠地區(qū)的地質穩(wěn)定性下降，當穩(wěn)定性持續(xù)下降至臨界點，可能改變整個沙漠地區(qū)的地質狀況，而這種大面積區(qū)域地質狀況的驟然改變，其風險性是難以預料且不可控的。

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不僅如此，突然的洪澇災害，給人類帶來財產(chǎn)與人員損失，還會進一步造成水土資源的污染。例如近年來阿聯(lián)酋地區(qū)多次遭遇沙漠“洪澇”，將大量波斯灣的石油污染物擴散至地下水系，這些污染完全凈化所需的時間可能以百年計算。而澳大利亞中部沙漠地區(qū)的洪水，同樣沖走了周邊區(qū)域土壤中的有機質，加劇了大片土地的鹽堿化。

我們不能指望著不可控的暴雨與“洪澇”緩解沙漠干旱，更不能寄希望于它們能在沙漠中創(chuàng)造出綠洲。人類正在用科技的手段，探索著與自然和諧共處、平衡發(fā)展的方法。例如我國在西北干旱地區(qū)鋪設大面積太陽能光伏設備，并在光伏設備下種植耐旱植物或者鋪設“草方格”，能夠極大緩解荒漠化進程。而重慶交大科研團隊研發(fā)的“沙變土”新型約束型材料技術，讓成千上萬公頃的沙漠中重新煥發(fā)綠色生機。

正如敦煌月牙泉畔的碧波，千年不涸的泉水映照著人類與沙漠關系的嬗變。從被迫遷徙到主動治理，從對抗自然到順應規(guī)律，人類在修復荒漠化土地的過程中，逐漸探索出了與自然生態(tài)系統(tǒng)和諧相處之道。

供稿單位：重慶科技館

作者：CPU，科普作家

審核專家：李春藜

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