水及其在大氣，陸地和海洋內部或之間的移動確定了全球水循環(huán)，并且對氣候系統至關重要。幾乎所有的天氣和氣候現象都在某種程度上與水循環(huán)有關。例如雷雨，颶風和熱帶氣旋，洪水，干旱和海平面上升期間的極端降雨。

現在，隨著氣候變化，水循環(huán)正以重要的方式發(fā)生變化。理論模型顯示，由于地球變暖，全球水周期被放大，即，更多的水從蒸發(fā)的海洋，因此，降水增加，以及。然而，由于難以測量全球尺度的蒸發(fā)和降水量及其空間和時間變化的復雜性，因此很難很好地觀察到這種預測的觀測結果，因為過去對水循環(huán)的變化觀察很少。

這項發(fā)表在《氣候雜志》上的新研究克服了許多以前的局限性，并基于1960年以來的鹽度數據得出了水循環(huán)變化的新估計。由此，他們提供了強有力的新證據，表明全球水循環(huán)在2000年已大大放大。在過去的50年中，證實了理論和模型。這項研究是由中國科學院大氣研究所的李立靜領導的，他與美國國家大氣研究中心的一組國際科學家合作。蘇黎世聯邦理工學院; 美國圣托馬斯大學;美國賓夕法尼亞州立大學

“海洋鹽度變化可以用來估計水循環(huán)變化，因為它揭示了全球地表淡水交換的變化：蒸發(fā)將淡水從海洋帶入大氣并增加了海洋鹽度;降水使更多淡水進入海洋并降低了鹽度。因此，鹽度變化綜合了大范圍的影響，并為水循環(huán)變化提供了一個極好的指標。”

約翰·亞伯拉罕說：“但是，由于以前的鹽度數據集顯示出嚴重的偏差或不足，我們需要更好的鹽度數據。這項研究提供了自1960年以來海拔2000米的新月度網格化鹽度場。” “為了在數據稀疏區(qū)間和區(qū)域之間進行插值，該方法使用了來自歷史耦合氣候模型模擬的鹽度時空協變信息。然后對該方法進行了嚴格驗證。”

“新產品顯然對于檢查長期鹽度變化更為可靠，因為我們證明，通過改變觀測系統(從衛(wèi)星上的高度計和海洋剖面浮標(Argo)，這種新的鹽度重建具有更好的連續(xù)性， ”來自NCAR的合著者Kevin Trenberth說。“新數據表明，現有的鹽度模式已經放大。換句話說，在海洋的大部分地區(qū)，“新鮮變得更新鮮，而咸味變得更咸。”此外，我們表明，從零到2000米深度的平均鹽度趨勢首次表明幾乎整個太平洋都在變新鮮，低緯度和中緯度大西洋上出現了廣泛的鹽化作用，北大西洋上出現了明顯的新鮮度，并且形成了對比在印度洋北部和南部之間。”

鹽度變化在空間上是復雜的。這項研究使用一個簡單的指數來綜合這些變化，稱為鹽度對比(SC)指數，該指數定義為在高鹽度和低鹽度區(qū)域平均的鹽度之間的差異。ETH的這項研究的合著者Nicolas Gruber表示：“該度量標準提供了一種簡單而強大的方法來合成觀察到的鹽度模式變化。” “我們表明，從零到2000米的鹽度模式已放大了1.6%，表面鹽度已放大了7.5%。我們還表明，這種增加是由于人為因素造成的，而這種人為信號已超過自然背景的可變性。”

基于新的鹽度數據，鹽度對比指標和模型模擬，已編制了對全球水循環(huán)變化的改進估算。結果表明，自1960年以來，水循環(huán)每攝氏度已經放大了2-4%(圖1)。美國NCAR的約翰·法索洛(John Fasullo)表示：“我們的海洋觀測結果與許多近期基于大氣的估算結果基本一致，并加強了全球變暖加劇全球水循環(huán)的證據。”

這一結果對未來的氣候具有重要意義。在+ 2°C(《巴黎協定》目標的上限)變暖的世界中，水循環(huán)將放大4?8%。如果未來的氣溶膠影響比今天小(即，如果可以控制空氣污染)，則這種放大作用將更加強大。因此，蒸發(fā)會更強：較干燥的地區(qū)將變得更干燥，并進一步增加了干旱加劇的可能性。

干旱影響牲畜和農作物，并在許多地區(qū)(包括美國，中國，澳大利亞，巴西和其他國家)增加有時造成致命野火的風險，對食品安全和人類健康構成嚴重威脅。大雨和極端降雨的風險也將大大增加。更大范圍的暴雨會導致嚴重問題，例如世界各地的極端洪水。與熱帶氣旋和颶風有關的降雨將繼續(xù)增長，不僅對沿海和小島嶼社區(qū)，而且還將對內陸(以賽亞颶風)造成更大的破壞。

美國賓夕法尼亞州立大學的邁克爾·曼(Michael Mann)說：“這項研究是該領域的重大進步：首先，新的，更準確的鹽度變化估計值為與氣候模型模擬進行比較提供了更好的基礎。其次，鹽度 -對比指數提供了衡量氣候變化對全球水文水文循環(huán)影響的關鍵指標，并有助于區(qū)分信號。我們發(fā)現，在這一特定指標中，將氣候變化信號與背景噪聲隔離需要花費大約十年的時間。被氣候研究界廣泛使用。