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常问的问题 3.2 : 降水正在发生怎样的变化?
观测显示，降水量、强度、频率和类型正在发生变化。降水的这些方面普遍展示大的自然变率，厄尔尼诺以及大气环流形势的变化(如北大西洋涛动)也具有实质性影响。在降水量方面一些地方已观测到1900-2005年期间明显的长期趋势：北美和南美的东部、北欧以及北亚和中亚明显多雨，但在萨赫勒、南部非洲、地中海和中亚则少雨。在北部区域降水偏多，但降水形式是雨而不是雪。已观测到普遍的强降水事件的增多，甚至在总降水量减少的地区也是如此。这些变化与全球海洋变暖引起的大气中水汽增加有关，尤其是在低纬度地区。在某些区域发生的旱灾和洪涝均有所增加。
降水是降雨、降雪和从云中降落的其它形式的冻结的或液态的水的总称。降水是间歇性的，降水在发生时的特征在很大程度上取决于温度和天气条件。后者决定了通过风和表面蒸发供应的水汽以及它如何在风暴中聚集在一起，如云。随着水汽的凝结就形成降水，这种凝结通常发生在空气上升而引起空气膨胀并使气温下降时。向上的运动产生于空气爬越山脉、暖气团在较冷气团的上方(暖锋)、冷气团在较暖的气团下面推动(冷锋)、地表局部加热形成的对流以及其它的天气和云系。因此，这些因素中任何一个的变化都会改变降水。由于降水图中的降水地点往往是零散的，因此我们用帕尔默干旱强度指数来表示降水的总体趋势(见图1)，该指数利用降水和对蒸发变化的粗略估算来衡量土壤的湿度。
如果地表有充足的水汽(因为水汽总是存在于海洋及其它潮湿表面的上空)，那么因人类活动引起的温室效应增强而造成的升温的后果则是加大了蒸发量。因此，地表水汽有效地扮演了“空调”的角色，因为蒸发所用的热量使空气变得更湿润而不是使气温升高。观测到的这种现象的后果是夏季通常要么温暖和干燥，要么凉爽和潮湿。北美和南美东部的地区多雨(图1)，因此气温比其它地区上升幅度低(见常见问题3.3，图1：暖日的变化)。但是，在冬季的北半球大陆，更多的降水与偏高的温度相关，因为在较暖的条件下大气的持水能力会增加。然而，在降水通常有所增加的区域,气温升高(常见问题3.1)更加干燥，这使降水变化在图1中变得不太明显。
由于气候变化,一些直接影响改变了降水量、强度、频率和类型。变暖使地表变干加速，增加了干旱发生的可能性和强度，这在世界很多地方都已观测到(图1)。然而，一个既定的物理规律(克劳修斯-克拉柏龙关系式)决定了气温每上升1℃大气持水量可增加约7%。对相对湿度趋势的观测尚无定论，但表明从地表到整个对流层相对湿度保持大致相同，因此气温的上升将使水汽增加。在20世纪，基于海洋表面温度的变化可以估算出海洋上空的大气中的水汽约增加了5%。由于降水主要来自于靠存贮在大气中的水汽为来源的天气系统，这就普遍增加了降水的强度以及暴雨和暴雪事件的风险。基本理论、气候模式模拟结果以及主观证据都证实由于水汽增加造成的偏暖的气候导致了更多的强降水事件，甚至在总年降水量略有减少的情况下也是如此，而且预计在总降水量增加时甚至会发生更强的降水事件。因此,偏暖的气候增加了干旱的风险(无雨的地方)和洪水的风险(下雨的地方)，但会发生在不同的时间和/或地点。例如，2002年夏天欧洲普遍发生洪涝，但随后一年即2003年发生了破纪录的热浪和干旱。洪水和干旱的分布和时间在很大程度上受到厄尔尼诺事件周期的影响，特别是在热带和中纬度环太平洋的多数国家。
在气溶胶污染遮盖地表使其免受阳光直接照射的地区，蒸发的下降减少了供给大气的总体水汽。因此，即使由于水汽量增加会产生更强降水的可能性，但降水的持续时间会缩短,降水的频率会减少，因为大气中的水汽需要较长时间补充。
降水特征局地和区域的变化也在很大程度上取决于大气环流形势，而这些大气环流形势则取决于厄尔尼诺、北大西洋涛动(NAO；用来衡量北大西洋冬季西风带的强度)以及其它形式的变率。其中一些观测到的环流变化与气候变化相关。一个相关的风暴路径的改变使一些地区多雨，而使另一些地区(经常在附近)少雨，这就造成复杂的变化形式。例如，在欧洲，20世纪90年代的一次活跃的NAO使北欧雨水增多，而地中海和北非地区的天气条件变得干燥(图1)。从20世纪60年代末到80年代末在萨赫勒地区发生了持续干旱(见图1)目前仍在持续，但没有以前那样强。通过大气环流的变化，这次旱情已与太平洋、印度洋和大西洋洋盆的热带海洋表面温度形势相关。非洲大部分地区普遍发生干旱，在热带和亚热带地区更为普遍。
由于气温上升,以降雨而不是降雪形式发生降水的可能性增加，尤其是在雪季开始的秋季和雪季结束的春季，以及在气温接近结冰的地区。在许多地方观测到这种变化，尤其是在北半球中高纬度的陆地上，这些变化导致降雨增加,但积雪减少，并因此减少了夏季的水资源，而这时却最需要水。然而，降水通常是零星和间歇性的，这意味着观测到的变化形势很复杂。长期记录强调降水形势每年不尽相同，长达多年的持续干旱通常会在某个年份发生暴雨，例如能感受到厄尔尼诺现象的影响。美国西南部地区2004-2005年冬季潮湿，而随后发生了6年的干旱而且积雪低于常年平均值，这或许是一个例子。
FAQ3.2,图1：1990-2002年月平均帕尔默干旱强度指数(PDSI)最重要的空间分布形势(上图)。PDSI是一种表示干旱的主要指数，它通过把以前的降水量和大气中水汽估值(基于气温)代入一个水分统计系统，衡量地表水汽的累计亏值。下图表示这种空间分布形势的符号和强度从1990年以来发生的变化。当下图中显示的值为正(负)时，红色和橙色区域表示相对平均值少雨(多雨)，蓝色和绿色区域表示比平均值雨水偏多(偏少)。平滑的黑色曲线表示十年的变化。时间序列基本上对应一种趋势，这种降水分布形势及其变化占全球陆地地区1990-2002年间PDSI线性趋势的67%。因此它显示了非洲干旱普遍增多，如：尤其是在萨赫勒地区。还请注意雨水偏多的地区，尤其是北美和南美东部以及欧亚大陆的北部。根据Dai等整理 (2004b)。