Table of Contents

Непреходящая сухость: физическая география и засуха на Ближнем Востоке и в Северной Африке

Регион Ближнего Востока и Северной Африки (MENA) определяется засушливостью. Протянувшись от атлантического побережья Марокко до иранского нагорья, эта обширная область испытывает одни из самых суровых и стойких засух на планете. Эти засушливые периоды не являются аномалиями; они являются фундаментальной особенностью климата региона, глубоко переплетённого с его физической географией. В отличие от засух в умеренных зонах, которые часто являются временными отклонениями от влажной нормы, засухи MENA усугубляются и продлеваются теми самыми рельефами, почвами и атмосферной динамикой, которые характеризуют регион. Понимание этих физических географических влияний не является академическим упражнением; это является предпосылкой эффективного управления водными ресурсами, сельскохозяйственного планирования и повышения устойчивости к изменению климата. Топография, геология и гидрологические системы MENA создают шаблон, на котором выгравированы модели засухи, и расшифровка этого шаблона имеет решающее значение для 400 миллионов человек, которые называют этот регион домом.

Топографические рамки: горы, плато и дождевые тени

Немногие географические особенности влияют на засуху так же глубоко, как горные хребты. В MENA Атласские горы Северной Африки и Загросские горы Ирана выступают в качестве возвышающихся атмосферных барьеров. По мере того, как влагозагруженные воздушные массы перемещаются вглубь от Атлантического океана или Средиземного моря, эти диапазоны заставляют воздух подниматься. Этот орографический подъем вызывает охлаждение и конденсацию, что приводит к значительным осадкам на наветренных склонах. Однако, поскольку воздух опускается на подветренную сторону хребта, он нагревается и высыхает адиабатически, создавая выраженный эффект «дождевой тени». Эта дождевая тень является основным двигателем засухи во внутренних низинах и бассейнах.

Оригинальное название: The Atlas Rain Shadow: Creating the Sahara's Northern Edge

Горы Атласа простираются на 2500 км через Марокко, Алжир и Тунис. Их северные склоны захватывают основную часть зимних осадков с атлантических Вестерли, поддерживая плодородные леса и интенсивное сельское хозяйство. Но сразу к югу от Высокого Атласа ландшафт погружается в гиперзасушливые условия. Долины и плато пре-Сахара и северная пустыня Сахара получают долю осадков горных гребней. Этот резкий градиент осадков, от более чем 1000 мм ежегодно в Высоком Атласе до менее чем 100 мм всего в 200 км к югу, является прямым следствием этого топографического барьера. Эффект дождевой тени здесь настолько силен, что фактически создает северную границу самой большой в мире горячей пустыни.

Загрос и иранские внутренние дела

Аналогичные, хотя, возможно, менее драматические, динамические события происходят в западном Иране. Горы Загрос перехватывают влагу из Средиземного моря и Персидского залива. Их западные и юго-западные склоны получают достаточное количество осадков для поддержки сельского хозяйства, питаемого дождем, и знаменитых дубовых лесов региона. Тем не менее, в тот момент, когда воздушные массы пересекают ареал и спускаются на Иранское плато, они нагреваются и высыхают. Огромные пустыни Дашт-е Кавир и Дашт-е Лут в центральном и восточном Иране являются одними из самых сухих мест на Земле, получая менее 50 мм осадков в год. Эта внутренняя засушливость, прямой результат теней дождя Загроса, является определяющей чертой иранского режима засухи. Низкие бассейны и депрессии в этих плато захватывают нисходящий сухой воздух, что еще больше усиливает условия засухи и приводит к экстремальным темпам испарения.

Горные острова как влажные

В то время как горы создают засуху в низинах, они функционируют как жизненно важные «влажные острова» в более широкой засушливой матрице. Эфиопское нагорье, Йеменское нагорье и Ливанские горы захватывают гораздо больше осадков, чем окружающие их низменности. Эти возвышенности служат критическими водонапорными башнями, питающими многолетние реки, такие как Нил, Тигр и Евфрат. Засухая уязвимость всего региона поэтому связана со здоровьем этих высокогорных водосборов. Длительная засуха в Эфиопском нагорье имеет прямые, каскадные последствия для доступности воды в Египте и Судане, в тысячах километров вниз по течению. Таким образом, топографическое влияние на засуху действует как в местном, так и в трансграничном масштабе.

Пустынные пейзажи: почвы, альбедо и двигатель испарения

В регионе MENA преобладают две великие пустынные системы мира: Сахара и Аравийская пустыня. Это не однородные песчаные моря, а сложные мозаики скалистых хамад, гравийных равнин (регов), песчаных дюн (эргов) и соляных ров (сабхов). Каждый из этих ландшафтов вносит уникальный вклад в сохранение засухи.

Песчаные почвы и инфильтрация воды

Одним из наиболее значимых физических географических факторов засухи MENA является физический состав почвы. Песчаные почвы, которые покрывают обширные территории, обладают очень низкой водоудерживающей способностью. Это означает, что даже когда происходят осадки, вода быстро просачивается ниже корневой зоны или испаряется до того, как растения смогут эффективно ее использовать. Губкая текстура и большие поровые пространства песка позволяют осуществлять глубокий дренаж, но также и быстрое капиллярное действие, которое возвращает воду на поверхность, где она теряется в испарении. Эта «гидрологическая неэффективность» означает, что данное количество осадков в песчаной пустыне обеспечивает гораздо менее эффективную влагу для роста растений, чем то же количество осадков на почве из суглинки. Следовательно, растительность редкая, что в свою очередь уменьшает органическое вещество в почве, что еще больше ухудшает ее структуру и удержание воды. Это создает обратную связь, где опустынивание усиливает засуху, а засуха углубляет опустынивание.

Высокое альбедо и атмосферная стабильность

Пустынные ландшафты, особенно ярко окрашенные песчаные моря и соляные плоскости, имеют высокое альбедо поверхности. Это означает, что они отражают большую часть поступающей солнечной радиации обратно в атмосферу. Эта отраженная энергия не нагревает поверхность земли так эффективно, что приводит к явлению, известному как «радиационное охлаждение» на поверхности. Более холодная поверхность относительно воздуха над ней создает температурную инверсию, которая подавляет конвективную активность. Без конвекции облака не образуются, а осадки не падают. Это мощный механизм обратной связи, который запирает пустыню в состояние вечной засушливости. Яркие поверхности Сахары, например, являются ключевой причиной, почему регион является основным источником атмосферной пыли, которая дополнительно подавляет осадки, блокируя солнечное излучение и изменяя облачную микрофизику. Эта обратная связь с высоким альбедо, низким уровнем осадков является фундаментальным геофизическим фактором засухи в MENA.

Роль Хамадаса и Рега

Скалистые плато (хамады) и гравийные равнины (реги) также имеют решающее значение для понимания засухи. Эти поверхности часто представляют собой ландшафты пустынного тротуара, состоящие из плотно упакованных камней. Они имеют чрезвычайно низкие показатели инфильтрации и высокую генерацию стока. Во время редкого события осадков вода не впитывается в землю; она быстро утекает, часто образуя опасные внезапные наводнения. Эта вода быстро теряется в системе, либо испаряясь из поверхностных бассейнов, либо впадая в эфемерные вади, которые стекают в закрытые бассейны. Этот «вспышный» гидрологический ответ означает, что эти ландшафты не хранят воду с течением времени, не предлагая буфера против длительных сухих периодов, которые определяют цикл засухи. Физическая структура самой поверхности диктует, что засушливость является доминирующим состоянием.

Водные тела: прибрежная влажность против внутренней засушливости

Присутствие крупных водных объектов, таких как Средиземное море, Красное море, Персидский залив и Каспийское море, может показаться, чтобы противодействовать засухе, но их влияние очень локализовано и часто ограничено топографией и атмосферной циркуляцией.

Ограниченный охват Средиземноморья

Средиземное море является основным источником влаги для большей части северного яруса MENA. Однако его влияние в значительной степени ограничено узкой прибрежной полосой и непосредственными наветренными склонами прибрежных горных хребтов. Береговые линии Марокко, Алжира, Туниса, Ливии, Египта, Леванта (Израиль, Ливан, Сирия) и Турции извлекают выгоду из осадков средиземноморского происхождения, особенно в зимние месяцы. Но этот влагозагруженный воздух эффективно блокируется прибрежными горными хребтами. За этими барьерами воздух сухой. Город Александрия, Египет, на побережье, получает около 200 мм осадков в год. Каир, всего в 200 километрах от берега, но без значительного влагозащитного барьера, получает только около 25 мм. Этот резкий градиент иллюстрирует, как сочетание морской близости и топографической блокировки создает узкий «зеленый пояс», прилегающий к обширной засушливой глубинке. Для большинства населения MENA, живущего внутри страны, Средиземное море обеспечивает небольшое облегчение засухи.

Красное море и Персидский залив: источники засухи

Красное море и Персидский залив чрезвычайно теплые и соленые водоемы. Они являются источниками огромного испарения, производя огромное количество атмосферной влаги. Однако эта влажность не приводит к значительным осадкам над прилегающими землями. Красное море окружено высокими пустынными плато, которые захватывают влажный воздух вблизи побережья. Воздух часто слишком теплый и стабильный, чтобы образовывать дождевые облака, даже когда он насыщен. Вместо этого высокая влажность проявляется как угнетающая жара и частый туман, но редко как дождь. Аналогичным образом, влажность Персидского залива питает сухие, горячие ветры внутреннего Аравийского полуострова, но она редко вызывает осадки. На самом деле, присутствие этих теплых водоемов может парадоксально усиливать засуху, обеспечивая теплый, влажный воздух, необходимый для обеспечения интенсивного, не дождевого тепла, низко над землей. Поверхность остается сухой, в то время как атмосфера становится все более влажной и нестабильной, состояние, которое может привести к экстремальным тепловым явления

Внутренние бассейны и терминальные озера

Регион MENA содержит многочисленные закрытые или эндорхические бассейны, такие как бассейн Мертвого моря, бассейн озера Урмия и впадина Каттара. Это терминальные раковины, в которых вода течет, но не имеет выхода. Испарение является единственным выходом. Эти бассейны действуют как региональные «поглотители» влаги. Во время засухи эти озера и водно-болотные угодья резко сокращаются, обнажая большие площади сухих, инкрустированных солью отложений. Этот открытый отложений может стать источником пыли и соляных бурь, которые еще больше ухудшают условия засухи за счет снижения качества воздуха, повреждения посевов и ускорения таяния снега в близлежащих горах, когда пыль оседает на ледниках. Высыхание озера Урмия в Иране, в значительной степени обусловлено как засухой, так и водоотводом вверх по течению, является ярким примером того, как терминальные озера становятся как жертвой, так и усилителем засухи в закрытом бассейне.

Атмосферные телесоединения: связь между засухой в регионе MENA и глобальными драйверами

Засухи MENA не являются чисто локальными явлениями; они тесно связаны с глобальными атмосферными моделями или телесвязями. Физическая география региона делает его исключительно чувствительным к сдвигам в ветровых поясах планетарного масштаба и температурам океана.

Североатлантическое колебание и средиземноморская засуха

Североатлантическое колебание (НАО) является ключевым фактором изменчивости осадков в зимний период в бассейне Средиземного моря и Северной Африке. Положительная фаза НАО, характеризующаяся сильным градиентом давления между Азорскими островами и Исландским низом, направляет западные штормы на север в северную Европу. Это приводит к более сухим, чем в среднем, условиям по Средиземноморью и MENA, эффективно отключая зимние дожди, которые имеют решающее значение для подзарядки грунтовых вод и сельского хозяйства. Физическая география региона, с его северными горными хребтами и прибрежными низменностями, усиливает эффект НАО. Во время отрицательных фаз НАО штормовая трасса смещается на юг, принося обильные дожди в Атласские горы и Левантийское побережье. Таким образом, НАО действует как крупномасштабный кран, с топографией региона, определяющей точно, где течет вода. Понимание НАО имеет решающее значение для прогнозирования сезонной засухи в западной МЕНА.

Индийский муссон и Аравийский полуостров

Летний муссон над Индией оказывает удивительное влияние на засуху на Аравийском полуострове и Африканском Роге. Муссонная циркуляция создает интенсивное низкое давление над Южной Азией, которая переносит воздух через Аравийский полуостров, но он в значительной степени сухой к тому времени, когда он достигает внутреннего пространства. Однако сила муссона также влияет на сомалийский Джет, ветровое течение, которое переносит влагу через Аденский залив в высокогорье Йемена и Омана. Слабый индийский муссон часто коррелирует с уменьшением количества осадков в этих высокогорьях, что приводит к засухе в регионе, который зависит от муссонных грунтовых вод. Физическая география Аравийского моря, Африканского Рога и высоких откосов Аравийского полуострова все взаимодействуют, чтобы направлять и преобразовывать эту влагу. Изменение силы муссона может означать разницу между влажным сезоном, который заполняет водохранилища и тот, который углубляет засушливость региона.

Эль-Ниньо - Южные колебания

Эль-Ниньо имеет менее прямое, но все же заметное влияние на засуху MENA. События Эль-Ниньо часто связаны с более влажными условиями в частях Восточной Африки, но также могут привести к засухе на Ближнем Востоке и западе Северной Африки. Механизм сложен, включающий изменения в струйном потоке и циркуляции Уокера. Однако физическая география региона, особенно большая сухопутная масса Евразии и присутствие Средиземного моря, может модулировать или усиливать сигнал ENSO. В течение сильных лет Эль-Ниньо типичный зимний штормовой путь над Средиземным морем может быть нарушен, что приводит к постоянному хребту высокого давления над Ближним Востоком, блокируя влагу и вызывая сильную засуху. Это наблюдалось в течение 2015-2016 Эль-Ниньо, что способствовало многолетней засухе в Иране и Леванте.

Изменение физической географии человека: обратная связь

Люди не являются пассивными наблюдателями этой физической географии. Благодаря изменениям в землепользовании, управлению водными ресурсами и урбанизации мы активно изменяем ландшафт таким образом, что это может усилить или даже вызвать засуху.

Перепас и почвенное сцепление

В степных и полузасушливых пастбищах MENA перевыпас коз, овец и верблюдов тысячелетиями был ландшафтоизменяющей силой. Перевыпас снимает защитный растительный покров, подвергая почву ветровой и водной эрозии. Заброс скота уплотняет почву, разрушая ее структуру, уменьшая пористость и понижая ее инфильтрационную способность. Уплотненный грунт сбрасывает воду в стоки, вместо того чтобы позволить ей впитываться. Это увеличивает частоту и интенсивность внезапных наводнений при одновременном снижении подпитки грунтовых вод. Пейзаж становится менее способным поглощать и хранить неустойчивые осадки, делая его более уязвимым к засухе. Этот процесс превращает естественную сухую среду в засухоустойчивую опустынивающуюся пустошь. Физическая география почвы изменяется под воздействием человека, создавая новую, более засушливую реальность.

Ирригация и соленость спирали

Ирригация является единственным крупнейшим использованием воды в регионе MENA, на которую приходится более 80% общего объема отвода пресной воды. Во многих низменных бассейнах, особенно в дельте Тигр-Эйфрата, орошение без надлежащего дренажа приводит к повышению грунтовых вод. Поскольку вода испаряется с поверхности почвы под интенсивным солнцем, соли остаются. Этот процесс, известный как засоление, ухудшает почву, делая ее бесплодной. Как только почва засолена, она не может поддерживать большинство культур, и земля заброшена. Заброшенные поля затем становятся пыльными районами источника, что способствует региональной пыли. Это прямая человеческая модификация физической географии, которая создает долгосрочную, самоувековечивающуюся систему деградации земель и сельскохозяйственной засухи. Физическая география плоских, низменных бассейнов делает их особенно восприимчивыми к этой ловушке засоления.

Урбанизация и эффект острова тепла

Быстрая урбанизация в регионе MENA создает обширные «городские тепловые острова» (UHIs). Такие города, как Каир, Тегеран, Эр-Рияд и Дубай, построены с использованием темных, поглощающих тепло материалов, таких как асфальт и бетон. Они также не имеют охлаждающего эффекта растительности. Эти UHIs генерируют локализованную атмосферную нестабильность, но обычно не производят осадков. Вместо этого они создают горячие, сухие водоподводные трубы, которые могут подавлять образование облаков. Городская структура поверхности уводит воду через ливневые стоки и непроницаемые поверхности, предотвращая инфильтрацию. Вода, которая действительно падает, быстро утекает, часто становится загрязненной. Чистый эффект урбанизации заключается в повышении местной температуры, уменьшении местной влажности почвы и ускорении потери любых осадков, которые падают. Город в сухом ландшафте, по сути, является машиной для усиления засухи, экспортируя воду и превращая ее в горячий, сухой воздух.

Региональные тематические исследования: топография в действии

Оригинальное название: A Rain Shadow Microcosm

Левантийский регион, включающий Израиль, Палестину, Иорданию, Ливан и Сирию, является учебником для борьбы с засухой. Ливанский и антиливанский горные хребты захватывают средиземноморскую влагу. Западные склоны ливанского хребта получают более 900 мм осадков в год. В 80 километрах на восток город Дамаск, расположенный в бассейне на восточной стороне Антиливанского, получает менее 200 мм. Иорданская рифтовая долина, глубокая депрессия, лежит в дождевой тени обоих хребтов, а древний город Иерихон получает менее 150 мм. Этот крайний градиент осадков на небольшом расстоянии означает, что фермерам необходимо корректировать совершенно разные стратегии в зависимости от того, какую сторону горы они занимают. Физическая география Леванта вынуждает к абсолютной и необсуждаемой границе между районами, которые могут поддерживать сухопутное сельское хозяйство, и теми, которые полностью зависят от орошения из рек и водоносных горизонтов. Засуха в этой обстановке - быстрый переход от дефицита к кризису.

Оригинальное название: The Maghreb: A Tale of Two Slopes

Магриб (Марокко, Алжир, Тунис) почти полностью зависит от зимних дождей, которые приходят из Атлантики. Горы Атласа действуют как водонапорная башня региона, захватывая эти дожди и храня их в глубоких водоносных горизонтах. Однако расположение дождевого сельского хозяйства на плато и равнинах между Телль-Атласом (северный) и Сахарским Атласом (южный) создает нестабильную ситуацию. Эти межгорные равнины находятся в дождевой тени Телль-Атласа, получая только 200-400 мм в год. Снижение этого уже маргинального количества осадков, как происходит во время засухи, может быть катастрофическим. Физическая география Магриба концентрирует свое население и сельское хозяйство в этих климатически хрупких зонах. Когда Азорские острова расширяются в положительную фазу НАО, она блокирует штормы от достижения этих внутренних равнин, и срабатывает засуха. Недавние сильные засухи в Марокко (2016-2022) являются прямой иллюстрацией того, как физическая география Магриба подвергает свои самые продуктивные

Вывод: География как арбитр воды

Ближний Восток и Северная Африка — это регион, где география — это судьба. Физический ландшафт — его горы, пустыни, почвы и водоемы — не просто влияет на засуху; он определяет их. Дождевые тени, отбрасываемые горами Атлас и Загрос, создают засушливость Сахары и иранских пустынь. Низкая водонепроницаемость песчаных почв в значительной степени теряется в результате испарения. Высокое альбедо пустынных поверхностей подавляет конвекцию, блокируя влагу в сухих условиях. Большие водоемы предлагают только локализованный рельеф, их влажность блокируется прибрежным рельефом. Человеческие действия, от чрезмерного выпаса до урбанизации, углубили эти географические контрольные петли, создавая обратную связь, которая усиливает засушливость. Поскольку изменение климата меняет глобальные погодные условия, эти физические ограничения не могут быть основаны на предположении, что вода может быть спроектирована из дефицита. Она должна начинаться с принятия физической реальности: География этого региона является и останется основным арбитром его водных

Дальнейшее чтение и усилие; Ссылки:

  • Климат и опустынивание на Ближнем Востоке и в Северной Африке: Всесторонний обзор Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО) с подробным описанием экологических факторов засухи в регионе. Доклад ФАО об опустынивании
  • Роль Североатлантического колебания в изменчивости средиземноморской засухи: Академическая статья из журнала «Климат» исследует, как NAO влияет на модели осадков в регионе MENA. Журнал изучения климата
  • Ресурсы подземных вод и засуха на Аравийском полуострове: Подробный анализ Экономической и социальной комиссии Организации Объединенных Наций для Западной Азии (ЭСКЗА) с целью изучения того, как физическая география контролирует пополнение водоносных горизонтов и уязвимость к засухе. Доклад ООН-ЭСКЗА