科技日報記者 趙漢斌
北半球國家正在經歷歷史上罕有的炎熱夏天。在全球氣候變化大勢之下，全球干旱和水分潛在蒸散的動態，對人類生活及糧食產量、農業生產等方方面面的影響至關重要。
(資料圖)
中國科學院昆明植物研究所許建初研究員帶領的攻關團隊，日前成功開發了第三版全球干旱指數和潛在蒸散數據庫，并正式上線。
全球參考蒸散量示意圖
該數據庫在世界糧農組織的彭曼-蒙泰斯參考蒸散方程的基礎上，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據，為氣候條件迅速變化時代下的各種科學應用提供了強大的工具。
“潛在蒸散，是衡量大氣通過蒸散失去水分的能力，是蒸發和蒸騰兩個過程的總和，兩者的速率取決于太陽輻射、空氣溫度、相對濕度、風速以及植物特性和種植方式。”許建初研究員介紹，從農地、區域乃至全球尺度，基于潛在蒸散的度量和指數，被廣泛應用于農業和自然資源管理科學等領域。當前，這些指標及其衍生指數產品已成為對氣候變化趨勢、方向和規模及其對陸地生物圈、植物生長及可持續的發展的影響進行度量及預測的直接和關鍵工具。
而干旱指數，是廣泛用于評估干旱狀況的指標，其定義為降水與潛在蒸散的比值。
“干旱指數為植物的潛在生長提供了水分有效性的度量，使用干旱指數可以進行空間和時間的對比，并為衡量和預測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、預測干旱和洪水模式等提供數據支持，對農業生產和水資源管理具有重要意義。
全球干旱指數示意圖
此前，基于全球氣候數據集相繼得到的第一版及后續版本全球干旱指數和潛在蒸散數據庫，分別于2009年和2019年起上線服務，這些數據集下載量已超過47000次，被引用次數達1500次，廣泛應用于水資源管理、作物生產農業、與可持續發展相關的社會生態和社會經濟應用、氣候變化影響等領域。
第三版全球干旱指數和潛在蒸散數據庫基于相關公式進行完全參數化，在30弧秒及1千米空間分辨率的每個地理網格單元進行計算，用于參考蒸散估計所需的數據來自世界氣候數據集2.1，該數據集提供了1970年-2000年期間的最低氣溫、最高氣溫和平均氣溫的平均值、太陽輻射、風速和水汽壓。在研究結果的技術對比驗證中，與世界糧農組織的氣象站數據以及其CropWat模型的蒸散和干旱指數有顯著差異。
研究認為，第三版數據庫顯示出與真實世界氣象站數據更高的相關性，它使用公認的標準方法開發，尤其是隨附的源代碼為當前氣候變化條件下各項科學研究提供了強大的工具。最新一期《自然》子刊《科學數據》雜志發表了相關研究成果。
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