地球是什么顏色的？是海藍色，是墨綠色，也是土黃色。地球陸地的1/3被貧瘠且荒涼的黃色所覆蓋，這里是十幾億人的家園，因缺水而構(gòu)成了地球的干旱部分，其規(guī)模之大，從太空中看去，仿佛地球內(nèi)嵌了一個沙丘世界。今天，我將通過氣象、洋流、地球軌道參數(shù)的原理，探究地表最大干旱區(qū)的成因，并從中管窺全球干旱的奧秘。信息量比較大，希望你能耐心看完。 什么是干旱區(qū)？一個地區(qū)平均降水量和平均蒸散量的比值被稱為干旱指數(shù)，這個數(shù)字小于0.65，就跨入到了半濕潤半干旱地區(qū)的門檻，相當于降水量不到潛在蒸散量的65%。由此可以分出四個等級，半濕潤半干旱地區(qū)、半干旱地區(qū)、干旱地區(qū)和極端干旱地區(qū)。比如華北平原就有一部分是半濕潤半干旱地區(qū)，而極端干旱這種干旱，降水量還不到潛在蒸散量的5%，這5%還會在幾次強降水中快速用掉，往往還沒形成徑流或滲入地下就被蒸發(fā)掉了。即使像阿曼遭遇的大洪水，也無法改變其極端干旱的本質(zhì)。這種極端干旱區(qū)占地球陸地面積的6.6%，撒哈拉沙漠占了其中的絕大部分。 作為全球最大的沙漠，撒哈拉長4800公里，最大寬度。1800公里、920萬平方公里的它能把美國本土裝進去，是毋庸置疑的地表最大干旱區(qū)。然而，與撒哈拉同緯度的東亞季風區(qū)、地中海北岸的歐洲都是一片綠意盎然，三面環(huán)海的撒哈拉怎么就旱成了這樣？要搞清地表最大干旱區(qū)的底層地理邏輯，還要說回副熱帶高壓帶。 在赤道，受熱上升的冷空氣會在南北緯30度附近下沉，形成氣壓相對高值區(qū)域，也就是副熱帶高壓帶。在其控制下，南北緯30度附近都形成了大面積的沙漠。在北半球，由于青藏高原、地中海、洛基山脈的阻隔，副高會斷裂成北太平洋副熱帶高壓帶、北大西洋副熱帶高壓帶、伊朗、北非高壓三個部分。這三大副高會季節(jié)性向東西兩邊延伸，甚至繞地球一圈，形成北半球全面高溫的景象。但前兩大副高主要還是盤踞在海洋上，只有伊朗、北非高壓牢牢掌控著從伊朗高原到大西洋沿岸橫跨7000多公里的土地。 當然，要形成如此廣闊的沙漠，光靠副熱帶高壓還不夠，還要離水源足夠遠。來自海洋的水汽是陸地降水的主要來源，離海洋越遠，降水也就越少。比如被高原和山脈層層包裹的塔里木盆地，就形成了塔克拉瑪干大沙漠。而撒哈拉沙漠表面上看是被印度洋、紅海、地中海、大西洋三面環(huán)繞。但紅海的體量太小，地中海大一些，但在夏季會被伊朗、北非高壓控制，在冬季則被西風帶控制，水汽都往東吹了，兩者都無法為撒哈拉輸入大量水汽。說白了，真正的水源還得靠印度洋和大西洋這種大佬。但撒哈拉東側(cè)有埃塞俄比亞高原阻擋，印度洋水汽幾乎吹不到，撒哈拉東部年降水量幾乎為零。地形很重要，但還不是全部。 阿拉伯半島直面印度洋，一樣是極端干旱，沙漠遍布，但隔壁的印度就降水充沛，花團錦簇。這主要是因為夏季的南亞季風是由東南信風偏轉(zhuǎn)形成的西南風，這個偏轉(zhuǎn)點就在索馬里附近，并形成強勁的索馬里急流，風速可達每秒65米，將印度洋的水汽都吹到了印度半島。阿拉伯半島只能在副高的控制下看著印度洋，但就是不下雨。既然印度洋一滴雨都不想給。那大西洋呢？撒哈拉沙漠雖然有著漫長的大西洋海岸，但經(jīng)過這段海岸的是加納利寒流，其源頭是北大西洋暖流的一支，寒流過境往往意味著降溫減濕，大氣遇冷下沉，引發(fā)干旱氣候。在類似緯度的大陸西海岸，寒流也造就了阿塔卡瑪沙漠、納米布沙漠和索諾蘭沙漠，只不過其規(guī)模完全不能和撒哈拉相比?？梢?，雖然三面環(huán)海，但海洋卻十分吝嗇，水源看著很近，其實很遠。副高控制下的撒哈拉沙漠，降水量極低，蒸散量極大，極端干旱也就一點不奇怪了。 但正所謂滄海桑田，6000年前的撒哈拉可能并非大沙漠，而是一片大草原。19世紀中葉，德國探險家海因里希巴特在荒涼的沙漠中意外發(fā)現(xiàn)了神秘的史前巖畫，數(shù)十萬幅精美的圖像描繪著種群繁盛的大象、長頸鹿、河馬和羚羊被獵人追捕的生動場景。顯然，這絕非今天撒哈拉沙漠中的場景。后來，科學家通過對沙漠中軟體動物的殼、硅藻、湖泊沉積和水生動物骨骼的分析發(fā)現(xiàn)，在大約6000年前的全新式中期，這里還有著永久性的淡水，在幾乎完全被植被覆蓋的土地上，點綴著大大小小的湖泊，這就是水草豐茂的綠色撒哈拉。那綠色撒哈拉怎么就消失了呢？要回答這個問題，我們需要把目光移向撒哈拉以南的薩赫勒地帶，這里是大沙漠和南方西數(shù)草原之間的過渡地帶。薩赫勒地區(qū)的降水主要來自北非季風，隨著太陽直射點的季節(jié)性移動，全球的赤道負荷帶及其降水會跟著移動，同時給當?shù)貛ッ黠@的干濕季節(jié)轉(zhuǎn)變，這就形成了所謂的季風區(qū)。每年七到八月，赤道符荷帶會一路推進到約北緯20度的薩赫勒地區(qū)南側(cè)，形成北非季風，將來自西側(cè)大西洋的水汽帶到這里，為沙漠邊緣的薩赫勒草原帶來降水沖沛的雨季。今天的撒赫勒草原其實就是曾經(jīng)撒哈拉大草原的縮墟。北非季風在過去可以長驅(qū)植入到比今天更靠北的地區(qū)，熱帶大西洋的潮濕空氣由此深入撒哈拉腹地，這才有了史前巖畫上的河馬大象。由此可見，北非季風的極限范圍至關重要。以前可以吹那么遠，現(xiàn)在為啥就不行了？眾所周知，地球是歪著頭自轉(zhuǎn)的，傾角大約為23度26分，其公轉(zhuǎn)軌道也并非正圓，存在一定的偏心率。地球的自轉(zhuǎn)傾角和公轉(zhuǎn)軌道偏心率并非恒定，會受到月球和大質(zhì)量行星的引力干擾，進而引發(fā)地球軌道的周期性變化。這其中就包括公轉(zhuǎn)軌道偏心率的10萬年變化周期、地球自轉(zhuǎn)軸傾斜度的4.1萬年變化周期以及自轉(zhuǎn)軸的2萬年擺動周期。這三大軌道周期由塞爾維亞地球物理學家米蘭科維奇提出，統(tǒng)稱為米蘭科維奇循環(huán)，大格局帶動小格局。其中改變?nèi)龉邓闹芷诰褪菙[動周期，地球抖一抖形成的擺動會造成地球軌道的細微變化，地球接受的太陽輻射分布也會隨之改變，從而引發(fā)季風的進退，最終觸發(fā)撒哈拉沙漠劇烈的水溫循環(huán)。從1.1萬年至五。千年前，撒哈拉廣闊的濕潤綠洲逐漸變成沙漠，幾乎每隔2萬年，撒哈拉就發(fā)生這樣一次循環(huán)。 在這一過程中，隨著綠色退去，黃沙彌漫，這里的居民被迫放棄越來越小的綠洲，有的四處游牧，有的向南方遷徙，有的向東遷入尼羅河流域，成為方興未艾的古埃及文明的一份子。當我們再回看撒哈拉沙漠和全球干旱區(qū)，會發(fā)現(xiàn)，干旱區(qū)不光改變了動植物，也改變了人類社會。在降水稀少、蒸發(fā)劇烈的環(huán)境下，沙質(zhì)土壤的持水量與有機質(zhì)含量很低，氮磷嚴重不足，所以植被稀疏，生物量低，包括人在內(nèi)的所有動物都面臨極大的環(huán)境壓力。于是，人類只能小規(guī)模聚集在河流、泉水和綠洲等寶貴的水源周圍，并形成了以部落為基礎的傳統(tǒng)社會共同體，相當于通過控制族群的規(guī)耐消耗與資源。將匱乏的環(huán)境達成某種平衡，但這一傳統(tǒng)平衡如今也越發(fā)不穩(wěn)定。全球的干旱和極端干旱地區(qū)除了印度西部外，人口基本都比較稀少。但根據(jù)聯(lián)合國人居署的數(shù)據(jù)，干旱區(qū)18.5%的人口增長率高于其他任何生態(tài)區(qū)。激增的人口可以靠外部援助和超采地下水來短期維持，但卻長期加劇了當?shù)氐沫h(huán)境壓力。更為嚴重的是氣候變化的影響。最近研究表明，撒哈拉沙漠在上個世紀一直在擴張，沙漠在1920年至2013年間擴大了70萬平方公里，相當于一個青海省。南方的薩赫勒地帶本來就屬于干旱和半干旱地帶，全球變暖的趨勢持續(xù)下去，薩赫勒離極端干旱也就不遠了。 總之，在人口壓力和氣候變化的雙重作用下，地表最大干旱區(qū)撒哈拉沙漠恐怕還會變得更大，這對于北非、西非、中東甚至歐洲各國都是個壞消息。反觀撒哈拉沙漠從萬年前至今的歷史，像地軸擺動這種底層規(guī)律遠超人類個體的人生尺度。人在這樣的趨勢面前與撒哈拉的沙礫無異，但對于100年內(nèi)的小尺度的人為因素引發(fā)的環(huán)境變化，我們還有很多可做的事情。畢竟我們無力干涉地球的命運，但可以改寫自己族群的生死。在此之前，理解這套地球操作系統(tǒng)，才能制天命而用之。