乾旱增加了空氣中的二氧化碳濃度

陸地生態系統平均吸收30%的人為二氧化碳排放，從而緩和了大氣中二氧化碳濃度的增加。但是植物需要水才能生長。當乾旱發生，土壤乾涸時，植物會減少光合作用，減少呼吸，以節約用水和保護組織。因此，它們不再能夠從周圍的空氣中捕獲二氧化碳，更多的二氧化碳留在空氣中。雖然這種效應在實驗室中很容易觀察到，但測量它對整個地球的影響卻相當困難。最大的挑戰之一是衡量全球乾旱發生的地點和頻率。在一項新的研究中，瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)土地氣候動力學教授索尼婭?塞內韋拉特納(Sonia Seneviratne)實驗室的氣候研究員文森特?漢弗萊(Vincent Humphrey)利用創新的衛星技術，測量了生態系統對水資源壓力的全球敏感性。這項研究是與法國氣候與環境科學研究所和英國埃克塞特大學合作進行的。

植物通常可以通過根部進入土壤深處的水。然而，傳統的衛星只能看到地表的情況，無法測量地下有多少水可用。在過去的幾年中，一種新型的衛星任務被用來測量地球重力場中極小的變化。研究發現，重力場的一些微小擾動是由儲水量的變化引起的。當某一特定區域發生重大幹旱時，水量較少，因此該區域的重力略弱。這種變異如此之小，人類根本無法察覺。但是通過衛星的測量，科學家們可以估計出地球上任何地方的儲水量的大規模變化，精確到4厘米。

利用這些新的衛星觀測數據，Vincent Humphrey和他的同事們能夠測量乾旱對光合作用和生態系統呼吸的總體影響。他們比較了全球各大洲的總水質量與大氣中二氧化碳增加量的年比變化。他們發現，在最乾旱的年份，比如2015年，自然生態系統從大氣中吸收的碳比正常年份少30%左右。因此，與正常年份相比，2015年大氣中的二氧化碳濃度增長更快。另一方面，在2011年有記錄以來最潮濕的一年裡，由於植被健康，二氧化碳濃度的增長速度要慢得多。這些結果幫助我們理解為什麼大氣中二氧化碳的增長在一年到一年之間會有很大的變化，儘管人類活動產生的二氧化碳排放量相對穩定。

在上個世紀，由於人類的活動，大氣中二氧化碳的濃度一直在穩步上升。文森特?漢弗萊(Vincent Humphrey)表示:「既然世界上大多數國家都同意應該限制二氧化碳排放，我們現在面臨的挑戰是，要比以往任何時候都更準確地監測人類的二氧化碳排放。」為了精確評估氣候政策的影響，研究人員必須首先建立植被模型，以量化和預測每年自然生態系統帶來的擾動。「多虧了我們的新結果，我們現在可以證明乾旱的影響比迄今為止通過植被模型估計的更強，」Sonia Seneviratne強調說。最終，這些觀察結果將集成到下一代模型中。它們應該提高追蹤二氧化碳排放的能力，並驗證它們是否達到了國際氣候協議中設定的目標。

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