本文來自微信公眾號：地球知識局 （ID：diqiuzhishiju），作者：小哲、凱爾希，校稿：辜漢膺 ，編輯：板栗
地球，是什么顏色的？是海藍(lán)色、是墨綠色、也是土黃色。
地球陸地的三分之一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。
找到地表最大干旱區(qū)（一目了然）▼
仿佛地球上內(nèi)嵌了一顆沙丘星球（橫屏觀看）▼
今天，我們將通過氣象、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。
從太空中俯瞰撒哈拉（圖：NASA）▼
什么是干旱區(qū)？
一個地區(qū)“平均降水量”和“平均潛在蒸散量”的比值，被稱為干旱指數(shù)（IA，the index of aridity），這個數(shù)字小于 0.65，就跨入了“半濕潤半干旱地區(qū)”的門檻，相當(dāng)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)（0.65-0.50 ) 、半干旱地區(qū)（0.50-0.20）、干旱地區(qū)（0.20-0.05）和極端干旱地區(qū)（<0.05）。
橫屏-干旱地區(qū)分布 ▼
比如華北平原就有一部分是半濕潤半干旱地區(qū)，而極端干旱這種王者級干旱，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，即使像今年阿曼遭遇的大洪水，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 萬平方公里的它是印度面積的三倍，能把美國本土裝進(jìn)去，是毋庸置疑的地表最大干旱區(qū)。
撒哈拉占據(jù)了大半個北非，不可謂不大了 ▼
然而，與撒哈拉同緯度的東亞季風(fēng)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，還要說回我們以前講的“副熱帶高壓帶”。
在赤道受熱上升的暖空氣，會在南北緯 30° 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° 附近都形成了大面積的沙漠。
橫屏-全球沙漠分布 ▼
在北半球，由于青藏高原、地中海、落基山脈的阻隔，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。
平常這三個高壓帶斷開時候的還好，一旦連起來
就能讓北半球很多地區(qū)都感受到什么是“身處沙漠”般的酷熱
（2022 年 6 月 15 日中午 12 時的全球氣壓圖）▼
這三大副高會季節(jié)性向東西兩邊延伸，甚至繞地球一圈，形成今年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。
也難怪沙漠喜歡分布在南北緯 30° 附近
在副高控制下是真的熱啊 ▼
當(dāng)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(yuǎn)”。
來自海洋的水汽是陸地降水的主要來源，離海洋越遠(yuǎn)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。
遠(yuǎn)離海洋，還被團(tuán)團(tuán)圍住
只有雪山融水支撐著沙漠中為數(shù)不多的生命
（參考：wiki）▼
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(fēng)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，真正的水源還給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 0。
有副高和高原坐鎮(zhèn)，一絲水汽也別想進(jìn)進(jìn)來 ▼
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(tuán)錦簇。
這主要是因為夏季的南亞季風(fēng)，是由東南信風(fēng)偏轉(zhuǎn)形成的西南風(fēng)，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(fēng)速可達(dá) 65m / s，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。
攜帶著水汽的季風(fēng)一個急轉(zhuǎn)彎
頭也不回地?fù)P長而去 ▼
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馬沙漠、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。
橫屏-寒流與緯度在 15° 到 30° 附近的沙漠的位置關(guān)系
（參考：wiki）▼
可見雖然三面環(huán)海，但海洋卻十分吝嗇，水源看著很近，其實很遠(yuǎn)。
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(jì)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景象。
史前人類經(jīng)歷了撒哈拉由草原變成沙漠的過程
希望未來的人類能看見撒哈拉重回草原的一天
（費贊的撒哈拉巖石藝術(shù) 圖：wiki）▼
后來，科學(xué)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 年前的全新世中期，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”。而“綠色撒哈拉”的水汽就來自于大西洋。
“綠色撒哈拉”為何消失？
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稀樹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(fēng)。
這沙漠與草原的過渡地帶也是綠意寥寥，岌岌可危啊 ▼
在之前的《東亞季風(fēng)區(qū)》里我們說過，隨著太陽直射點的季節(jié)性移動，全球的赤道輻合帶及其降水會跟著移動，同時給當(dāng)?shù)貛ッ黠@的干濕季節(jié)轉(zhuǎn)變，這就形成了所謂的季風(fēng)區(qū)。
每年 7-8 月，赤道輻合帶會一路推進(jìn)到約北緯 20° 的薩赫勒地區(qū)南側(cè)，形成北非季風(fēng)，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充沛的雨季。
赤道輻合帶的南北移動 ▼
今天的薩赫勒草原，其實就是曾經(jīng)“撒哈拉大草原”的縮小版，北非季風(fēng)在過去可以長驅(qū)直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(fēng)的極限范圍至關(guān)重要，以前可以吹那么遠(yuǎn)，現(xiàn)在為啥就不行了？
這就不得不把格局打開了！
眾所周知，地球是“歪著頭”自轉(zhuǎn)的，傾角大約為 23°26'，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(jìn)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
自轉(zhuǎn)軸的 2 萬年“擺動”（進(jìn)動）周期
這三大軌道周期由塞爾維亞地球物理學(xué)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?strong>“擺動”周期。（即“歲差”）
米蘭科維奇循環(huán)（參考：wiki）▼
地球抖一抖形成的“擺動”，會造成地球軌道的細(xì)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(fēng)的進(jìn)退，最終觸發(fā)撒哈拉沙漠劇烈的“水文循環(huán)”—— 從 1.1 萬年至 5000 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)”。
地球每發(fā)生一次這種細(xì)微的變化
對地球上的生物來說都是一次巨變 ▼
在這一過程中，隨著綠色褪去、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。
踏著黃沙尋找暫棲之地，能否生存，全看天意
（馬里的富拉尼牧民 圖：wiki）▼
當(dāng)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(yán)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。
人和動物是相互依存的
任何生物在如此極端的環(huán)境下生存都不容易
（圖：wiki）▼
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(chǔ)的傳統(tǒng)社會共同體，相當(dāng)于通過控制族群的規(guī)模和消耗，與資源匱乏的環(huán)境達(dá)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(dāng)?shù)氐沫h(huán)境壓力。
更為嚴(yán)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(jì)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(dāng)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(yuǎn)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。
再擴張下去，撒哈拉就要橫跨三個洲了 ▼
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(yuǎn)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粒無異。
但對于一百年內(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。
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