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科技日?qǐng)?bào)記者 趙漢斌
北半球國(guó)家正在經(jīng)歷歷史上罕有的炎熱夏天。在全球氣候變化大勢(shì)之下，全球干旱和水分潛在蒸散的動(dòng)態(tài)，對(duì)人類生活及糧食產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方方面面的影響至關(guān)重要。
中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所許建初研究員帶領(lǐng)的攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，日前成功開(kāi)發(fā)了第三版全球干旱指數(shù)和潛在蒸散數(shù)據(jù)庫(kù)，并正式上線。
該數(shù)據(jù)庫(kù)在世界糧農(nóng)組織的彭曼-蒙泰斯參考蒸散方程的基礎(chǔ)上，提供了1970年至2000年間全球30弧秒高分辨率水文氣候月和年平均數(shù)據(jù)，為氣候條件迅速變化時(shí)代下的各種科學(xué)應(yīng)用提供了強(qiáng)大的工具。
“潛在蒸散，是衡量大氣通過(guò)蒸散失去水分的能力，是蒸發(fā)和蒸騰兩個(gè)過(guò)程的總和，兩者的速率取決于太陽(yáng)輻射、空氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速以及植物特性和種植方式。”許建初研究員介紹，從農(nóng)地、區(qū)域乃至全球尺度，基于潛在蒸散的度量和指數(shù)，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和自然資源管理科學(xué)等領(lǐng)域。當(dāng)前，這些指標(biāo)及其衍生指數(shù)產(chǎn)品已成為對(duì)氣候變化趨勢(shì)、方向和規(guī)模及其對(duì)陸地生物圈、植物生長(zhǎng)及可持續(xù)的發(fā)展的影響進(jìn)行度量及預(yù)測(cè)的直接和關(guān)鍵工具。
而干旱指數(shù)，是廣泛用于評(píng)估干旱狀況的指標(biāo)，其定義為降水與潛在蒸散的比值。
“干旱指數(shù)為植物的潛在生長(zhǎng)提供了水分有效性的度量，使用干旱指數(shù)可以進(jìn)行空間和時(shí)間的對(duì)比，并為衡量和預(yù)測(cè)氣候變化影響提供重要的基線值。”昆明植物研究所羅伯特·J·薩默博士解釋，干旱指數(shù)反映了陸地表面和大氣之間能量和水的交換，其變化可為灌溉和作物管理、預(yù)測(cè)干旱和洪水模式等提供數(shù)據(jù)支持，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水資源管理具有重要意義。
此前，基于全球氣候數(shù)據(jù)集相繼得到的第一版及后續(xù)版本全球干旱指數(shù)和潛在蒸散數(shù)據(jù)庫(kù)，分別于2009年和2019年起上線服務(wù)，這些數(shù)據(jù)集下載量已超過(guò)47000次，被引用次數(shù)達(dá)1500次，廣泛應(yīng)用于水資源管理、作物生產(chǎn)農(nóng)業(yè)、與可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的社會(huì)生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)應(yīng)用、氣候變化影響等領(lǐng)域。
第三版全球干旱指數(shù)和潛在蒸散數(shù)據(jù)庫(kù)基于相關(guān)公式進(jìn)行完全參數(shù)化，在30弧秒及1千米空間分辨率的每個(gè)地理網(wǎng)格單元進(jìn)行計(jì)算，用于參考蒸散估計(jì)所需的數(shù)據(jù)來(lái)自世界氣候數(shù)據(jù)集2.1，該數(shù)據(jù)集提供了1970年-2000年期間的最低氣溫、最高氣溫和平均氣溫的平均值、太陽(yáng)輻射、風(fēng)速和水汽壓。在研究結(jié)果的技術(shù)對(duì)比驗(yàn)證中，與世界糧農(nóng)組織的氣象站數(shù)據(jù)以及其CropWat模型的蒸散和干旱指數(shù)有顯著差異。
研究認(rèn)為，第三版數(shù)據(jù)庫(kù)顯示出與真實(shí)世界氣象站數(shù)據(jù)更高的相關(guān)性，它使用公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法開(kāi)發(fā)，尤其是隨附的源代碼為當(dāng)前氣候變化條件下各項(xiàng)科學(xué)研究提供了強(qiáng)大的工具。最新一期《自然》子刊《科學(xué)數(shù)據(jù)》雜志發(fā)表了相關(guān)研究成果。
