Качественная и количественная связь между пространственно-временными вариациями потенциальной испаряемости и метеорологическими переменными в коридоре Хэси, Северо-Западный Китай

Почему засушливые земли и скрытая вода важны

В некоторых из самых засушливых уголков планеты урожай и люди выживают на ничтожном водном запасе. Китайский коридор Хэси, длинная полоса полей, втиснутая между высокими горами и пустыней, — именно такое место. В этом исследовании ставится на первый взгляд простый, но имеющий большие последствия вопрос: как быстро вода покидает сушу и возвращается в атмосферу по мере потепления климата и сдвигов погодных режимов, и какие элементы метео‑картины вносят наибольший вклад?

Длинный, узкий регион под климатическим стрессом

Коридор Хэси простирается примерно на тысячу километров вдоль северного подножия хребта Цилинь на северо‑западе Китая. Горы на юге аккумулируют снег и лед, а на севере — барханы и галечные равнины. Осадков мало, солнца много, а ветры могут быть порывистыми. Эти характеристики делают регион одновременно важной сельскохозяйственной зоной и крайне уязвимым к любым изменениям климата. В таких сухих местах баланс между поступающими осадками и уходом воды во многом определяет реки, подземные воды, влажность почвы и, в конечном счёте, урожайность.

Отслеживая невидимую воду в течение шестидесяти лет

Вместо того чтобы измерять фактические потери воды на каждом поле, авторы сосредоточились на «потенциальной испаряемости» — объёме воды, который испарился бы и был бы использован растениями при отсутствии водного ограничения. Это общепринятый эталон того, насколько «жаждет» воздух. Используя распространённую формулу, учитывающую солнечную радиацию, температуру, влажность, скорость ветра и базовую географию, они рассчитали эту потенциальную потерю для 21 метеостанции вдоль коридора Хэси за период с 1960 по 2019 год. Затем они картировали её изменения по пространству и времени и искали резкие сдвиги в ряде наблюдений.

Рост потребности в воде в условиях потепления климата

Анализ показывает, что за 60‑летний период спрос воздуха на воду в коридоре Хэси в целом возрос, хотя и неравномерно. Исследователи выявили две точки перегиба, около 1969 и 2002 годов, разделяющие раннее снижение, длительную относительно стабильную фазу и более недавний подъём. В среднем потенциальные потери воды велики: примерно 1,2 метра в год, при этом величина увеличивается от более прохладного и относительно влажного юго‑востока к более тёплому северо‑западу. Летом наблюдается наибольшая доля этого спроса. Одновременно температуры заметно повысились, тогда как суммарная солнечная энергия на поверхности, скорость ветра и относительная влажность в целом снизились, создавая сложную борьбу факторов, влияющих на испарение.

Разбираясь, что важнее всего

Чтобы выяснить, какие погодные компоненты теснее всего связаны с растущей «жаждой» воздуха, команда применила несколько статистических инструментов. Они объединили шесть основных переменных в два широких кластера: «семейство температур» (средняя, максимальная и минимальная температура плюс чистая радиация) и «семейство ветра и влаги» (скорость ветра и влажность). Все методы согласились, что в ногу с потенциальной испаряемостью больше всего идёт «семейство температур». Тесты чувствительности показали, что изменения чистой радиации имеют наибольший немедленный эффект, за ними следуют скорость ветра и затем средняя температура, в то время как относительная влажность и суточные температурные экстремумы имеют меньшее значение. Но когда авторы также учли, как быстро сама каждая переменная менялась со временем, появилась иная картина: постоянный рост средней температуры становится доминирующим фактором долгосрочного увеличения потребности атмосферы в воде, тогда как ветер и радиация играют важные, но вторичные роли.

Что это означает для фермеров и водного планирования

Для тех, кто управляет скудными водными ресурсами в коридоре Хэси и подобных засушливых регионах, послание очевидно. Несмотря на ослабление ветров и снижение поверхностной солнечной энергии, продолжающееся потепление заставляет воздух сильнее забирать воду из почвы и растений. Исследование оценивает, что около трёх четвертей долгосрочных изменений потенциальной испаряемости можно объяснить совокупным эффектом шести рассмотренных метеорологических факторов, при этом лидирующую роль играет повышение средней температуры. Это означает, что планы орошения, предупреждения о засухе и мероприятия по восстановлению экосистем в аридных и полуаридных регионах должны учитывать не только количество выпадающих осадков, но и то, как теплое, постепенно меняющееся атмосферное состояние увеличивает невидимое притяжение к каждой капле, сохранённой в полях и водоносных горизонтах.

Цитирование: Ma, Y., Niu, Z., Wang, X. et al. The qualitative and quantitative relationship between the spatiotemporal variations of potential evapotranspiration and meteorological variables in the Hexi corridor, Northwest China. Sci Rep 16, 12282 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42072-3

Ключевые слова: испарение и транспирация, изменение климата, коридор Хэси, засушливое сельское хозяйство, водные ресурсы