近期，“歷史性干旱導(dǎo)致美國(guó)密西西比河水位嚴(yán)重下降、部分河流斷航”的消息引起關(guān)注。對(duì)于今年全球多地經(jīng)歷的大范圍持續(xù)干旱，中國(guó)氣象報(bào)從年初便一直持續(xù)作全媒體跟蹤報(bào)道。從春夏歐洲的萊茵河、多瑙河流域，夏秋中國(guó)南方地區(qū)，至10月、11月初干旱焦點(diǎn)又轉(zhuǎn)到美國(guó)。此時(shí)，美國(guó)境內(nèi)玉米和大豆收獲進(jìn)入尾聲，冬小麥基本完成播種，交通大動(dòng)脈密西西比河上農(nóng)作物駁船運(yùn)輸正趨緊張。

干旱對(duì)全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)的影響廣泛而復(fù)雜，其中農(nóng)業(yè)又是受影響最嚴(yán)重的行業(yè)之一。在當(dāng)前北半球收獲季進(jìn)入尾聲之際，中國(guó)氣象報(bào)邀請(qǐng)國(guó)家衛(wèi)星氣象中心遙感專家范錦龍博士，從衛(wèi)星的視角，“透視”2022年干旱對(duì)全球作物的影響。在這里，我們看到了一組名為“全球農(nóng)業(yè)干旱圖（Global Agricultural Drought Map）”的產(chǎn)品，上面以深紅、紅、橙、黃四種顏色對(duì)應(yīng)某一時(shí)段全球農(nóng)作物的干旱程度。接下來(lái)，范錦龍博士為我們講解了如何通過(guò)遠(yuǎn)在800公里外的風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星來(lái)判斷地面農(nóng)作物受旱情況，并詳細(xì)展示了2022年持續(xù)干旱是如何影響全球作物生長(zhǎng)的。以下是他的講述——

氣象干旱發(fā)生后,是否一定引起農(nóng)業(yè)干旱？

首先比較兩個(gè)概念——?dú)庀蟾珊岛娃r(nóng)業(yè)干旱。從定義來(lái)看，氣象干旱指某時(shí)段內(nèi)，由于蒸發(fā)量和降水量的收支不平衡，水分支出大于水分收入而造成的水分短缺現(xiàn)象；農(nóng)業(yè)干旱則是指在作物生育期內(nèi)，由于土壤水分供應(yīng)持續(xù)不足而造成的作物體內(nèi)水分虧缺，影響作物正常生長(zhǎng)發(fā)育的現(xiàn)象。

由此可見(jiàn)，氣象干旱是一種自然現(xiàn)象，主要表現(xiàn)是降水量減少。當(dāng)氣象干旱持續(xù)一段時(shí)間，發(fā)生農(nóng)業(yè)干旱的風(fēng)險(xiǎn)就逐漸增加。但是，氣象干旱發(fā)生后是否一定引起農(nóng)業(yè)干旱？卻是不一定的。我們來(lái)分析這樣幾個(gè)場(chǎng)景：

其一，相同等級(jí)的氣象干旱，分別發(fā)生在作物的快速發(fā)育期和收獲期，產(chǎn)生的影響可能大不相同。

其二，同樣遭遇氣象干旱，能否在作物發(fā)育關(guān)鍵期適時(shí)灌溉，影響可能大不相同。

其三，同樣發(fā)生氣象干旱，對(duì)于需水量大的作物和需水量小的作物影響也可能大不相同。

可以看出，氣象干旱對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響和危害程度與其發(fā)生季節(jié)、時(shí)間長(zhǎng)短、作物所處的生長(zhǎng)期、作物品種以及種植分布等因素有關(guān)。所以，當(dāng)我們通過(guò)分布于各地的氣象觀測(cè)站，知道某區(qū)域氣象干旱發(fā)生且還將持續(xù)時(shí)，可以預(yù)估未來(lái)農(nóng)業(yè)干旱發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)在增加，不過(guò)還需要進(jìn)一步確認(rèn)。比如要判別該區(qū)域農(nóng)作物是否缺水、缺水程度如何，乃至生長(zhǎng)發(fā)育多大程度受到干旱影響，都需要另想辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

衛(wèi)星依靠什么，能“看”出作物體內(nèi)是否缺水？

我們想到的辦法，就是衛(wèi)星。

那衛(wèi)星怎么能“看”到作物體內(nèi)是否缺水呢？這不僅要求衛(wèi)星“視力”好，還要求衛(wèi)星能“看”到人眼看不到的一些電磁波波段。

可見(jiàn)光是人眼看得見(jiàn)的電磁波，其波長(zhǎng)范圍一般是在400納米至760納米。而波長(zhǎng)在這個(gè)范圍之外的電磁波，我們?nèi)搜劬涂床坏搅恕５?jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的衛(wèi)星可以。

比如我國(guó)風(fēng)云氣象衛(wèi)星家族中，風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星搭載有一臺(tái)可見(jiàn)光紅外掃描輻射計(jì)（visible and infrared radiometer，VIRR），它的光譜通道不僅有可見(jiàn)光通道，還有三個(gè)紅外通道。監(jiān)測(cè)農(nóng)作物體內(nèi)水分，靠的正是紅外通道。

農(nóng)作物在太陽(yáng)光的近紅外波段有較強(qiáng)的反射，其反射率值較高，而對(duì)紅波段有較強(qiáng)的吸收，反射率值較低，利用兩個(gè)反射率值之間的差異，可用作測(cè)量植物中光合作用的活性生物量，定量化植被的生長(zhǎng)狀況。此外，利用紅外通道數(shù)據(jù)可以測(cè)量植被冠層的溫度。由此，利用上述表達(dá)植被生產(chǎn)狀況的指數(shù)和冠層溫度的組合，可以評(píng)測(cè)作物體內(nèi)含水量是否充足。如此這般，經(jīng)過(guò)計(jì)算、賦值，就得到了一份全球農(nóng)業(yè)干旱圖。

此外需要了解的是，這個(gè)算法雖然可以在整個(gè)作物生產(chǎn)季節(jié)使用，但是在作物生長(zhǎng)最活躍階段里最準(zhǔn)確。

從2022年全球農(nóng)業(yè)干旱圖中，我們可以得到哪些信息？

如此一來(lái)，我們可以得到2022年的全球農(nóng)業(yè)干旱圖。從中，可以得出一些具體結(jié)論——今年夏天，美國(guó)、歐洲和中國(guó)等主要經(jīng)濟(jì)體的部分農(nóng)業(yè)區(qū)遭遇有記錄以來(lái)最嚴(yán)重的干旱。那么，作物受影響的主要時(shí)段是哪些？主要區(qū)域在哪里？嚴(yán)重程度如何？

先從美國(guó)說(shuō)起。根據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)，美國(guó)2021年有大約85萬(wàn)公頃耕地未能播種，而2022年未能播種的面積同比增加了2倍。這種狀況可以在全球農(nóng)業(yè)干旱圖中找到印證，從5月到7月，美國(guó)南部區(qū)域持續(xù)呈現(xiàn)橙色、紅色甚至深紅（分別代表中等、嚴(yán)重、極端干旱），作物處于持續(xù)“缺水”狀態(tài)。

時(shí)間來(lái)到2022年6月，干旱圖中的“紅色區(qū)域”鎖定歐洲，從6月中旬到7月下旬，從西歐的萊茵河流域到東歐的多瑙河流域，從葡萄牙、西班牙、意大利到法國(guó)、德國(guó)、匈牙利，歐洲多國(guó)作物先后遭遇缺水狀態(tài)。

這場(chǎng)高溫干旱，也被當(dāng)?shù)孛襟w稱為“歐洲500年來(lái)最嚴(yán)重的干旱”，大片地區(qū)一直遭受著降雨不足和極端溫度的困擾，在某些地區(qū)，可用水甚至“根本不足以種植水稻”。

從7月開(kāi)始，中國(guó)南方開(kāi)始遭遇罕見(jiàn)持續(xù)高溫?zé)崂撕透珊怠Ｅc之相對(duì)應(yīng)的干旱圖中長(zhǎng)江流域作物顏色持續(xù)轉(zhuǎn)紅。

延伸一下，當(dāng)我們?nèi)蜣r(nóng)業(yè)干旱圖中的紅色區(qū)域與世界經(jīng)濟(jì)進(jìn)行對(duì)照，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，全球干旱導(dǎo)致的農(nóng)作物和牲畜損失嚴(yán)重、產(chǎn)量下降、生長(zhǎng)和收獲季節(jié)推遲，稍后其影響都將反映到糧食產(chǎn)量乃至價(jià)格中。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)普爾全球評(píng)級(jí)報(bào)告，在全球范圍內(nèi)，預(yù)計(jì)2022—2023銷售年度的玉米和大米產(chǎn)量將分別下降4%和2%。玉米、大米和小麥庫(kù)存可能會(huì)持續(xù)多年下降。這進(jìn)一步推高了全球市場(chǎng)價(jià)格，就拿歐洲來(lái)說(shuō)，根據(jù)路孚特農(nóng)業(yè)研究（Refinitiv Agriculture Research）數(shù)據(jù)，由于可供出口的玉米減少，法國(guó)玉米出口價(jià)格從8月到10月上漲了近20%，這種上漲壓力也可以在長(zhǎng)粒米等商品中看到。

這些趨勢(shì)，正是今年夏季全球高溫的延伸。雖然熱帶氣旋等突發(fā)天氣事件通常會(huì)在正面來(lái)襲時(shí)登上新聞?lì)^條，緩慢但持續(xù)的干旱，卻可能造成更嚴(yán)重的影響。而農(nóng)業(yè)，幾乎首當(dāng)其沖。