温室气体和气溶胶如何影响水的季节性，全球气候危机新视角

水文循环（包括降水、蒸发和水储存）是地球气候系统的基本组成部分，在过去的一个世纪里，这一循环越来越受到人类活动的影响，特别是温室气体和气溶胶的排放，一项新的研究探讨了这些气候因素在塑造全球水的季节性方面发挥的重要作用，尤其是温室气体和气溶胶如何导致水资源供应的季节性变化。

温室气体和气溶胶

温室气体，尤其是二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和一氧化二氮(N₂O)，长期以来一直被认为是全球变暖的主要驱动因素，这些气体将热量滞留在大气中，导致全球气温上升。随着气温升高，蒸发率也会增加，特别是在蒸发量已经很高的地区。这会导致旱季更干燥、雨季更潮湿，因为夏季会有更多的水蒸发，而较冷的月份会有更多的降水。

与温室气体不同，气溶胶对气候有冷却作用，这些微小颗粒一般都会反射阳光，从而减少到达地球表面的太阳辐射量。这种冷却效应往往会减轻温室气体造成的部分变暖。然而，气溶胶在大气中的寿命很短，它们的冷却效果是短暂的，随着气溶胶水平的下降，它们的冷却作用会减弱。

气溶胶冷却和温室气体变暖之间的相互作用很复杂，韩国全北国立大学在2023年针对温室气体和人为气溶胶的不同季节贡献的研究中发现，温室气体增加夏季降水量，特别是在北极和中纬度地区，另一方面，气溶胶由于其冷却作用而减少降水，特别是在冬季，在温室气体排放量较高的地区，雨季和旱季之间的季节性反差会加剧，而气溶胶排放则能起到暂时的平衡作用。

此外，温室气体和气溶胶对水季节性的影响在全球范围内也并不统一，例如，在水文循环已经变化很大的热带和亚热带地区，温室气体驱动的变暖往往会加剧极端的季节性反差；相反，在温带和极地地区，气溶胶可能在历史上在缓冲温室气体的一些变暖效应方面发挥了更大的作用。

新的研究发现

西安交通大学全球环境变化研究所引导的一项新的研究，结合再分析数据和CMIP6模拟，追踪了1915年至2014年全球水季节性的变化，再分析数据提供了气候变量的一致历史记录，而CMIP6模拟则根据不同的气候情景提供了预测。

这项研究的一个重要发现是温室气体和气溶胶之间的相互作用，它们对气候有相反的影响。二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和一氧化二氮(N₂O)等温室气体会将热量困在大气中，导致全球变暖。气溶胶，尤其是硫酸盐气溶胶，会反射阳光并产生冷却作用。

研究发现，温室气体显著放大了水资源可用性的季节性，而气溶胶则倾向于减少水资源可用性的季节性，然而，由于温室气体的影响越来越大，整体而言，过去一个世纪水资源可用性的季节性有所增强​。这意味着，世界许多地区的雨季和旱季之间的反差变得更加明显。

温室气体排放通过其在全球变暖中的作用，可以通过改变海洋-大气动态增加厄尔尼诺事件的频率和强度，这些变化会扰乱季节性降水模式，导致更加明显的季节性变化。另一方面，火山爆发可以通过向平流层注入气溶胶来影响厄尔尼诺-南方涛动，从而暂时改变大气环流，并导致厄尔尼诺-南方涛动相关降水模式的变化。

这项研究揭示了人类活动产生的温室气体和气溶胶在加剧全球水季节性方面发挥的复杂作用。它强调了平衡这两种力量的影响在预测未来水文循环变化方面的重要性。

思考

温室气体排放和气溶胶浓度的区域差异如何影响当地水的季节性？水的季节性和其他气候变量（例如温度和降水模式）之间的具体反馈机制是什么？系统中是否存在关键阈值或临界点，温室气体和气溶胶水平的变化会导致水季节性的突然变化？水的季节性变化具体如何影响不同的生态系统，特别是那些对水资源高度敏感的生态系统？

参考文献：Fubo Zhao, Wenbo Shi, Yiping Wu, Yanqing Lian & Qiang Li ，Counteracting greenhouse gas and aerosol influences intensify global water seasonality over the past century. Communications Earth & Environment volume 6, Article number: 35 (2025) ，doi.s43247-025-02025-6

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