什么气候，塑造了电影《沙丘》的沙漠星球？
更新时间:2022-04-13
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刚刚揭晓的本年度奥斯卡金像奖，科幻电影《沙丘》成最大赢家：最佳摄影、最佳剪辑、最佳视觉效果、最佳音效、最佳艺术指导、最佳原创配乐，六个奖项被其囊括！而当科学家用数值模拟系统来检验《沙丘》中描绘的“沙漠星球”，却发现了这些…… 《沙丘》电影的故事，在一颗名为“阿拉基斯 (Arrakis) ”的沙丘星球上展开。上万年后，人类已成为散布在银河系中的星际文明，而阿拉基斯便是文明的一处寓身之地。这座遥远的行星几乎被沙漠覆盖，气候干燥炎热，却有独特的生物繁衍生息，并蕴藏着被人类视为珍宝的矿物“香料”。那么，从科学的角度看，什么的气候会塑造一颗遍布沙漠的星球？
《沙丘》 1 人类能生存在沙漠星球吗？ 其实，电影中，沙漠星球“阿拉基斯”的景观，并不令人陌生。
阿拉基斯取景地在阿布扎比和约旦的瓦迪朗沙漠 图：腾讯网 今年三月，当撒哈拉的沙尘被吹到欧洲，天空变成橘红SE，人类仿佛已经搬到了“沙漠星球”。在法国比利牛斯山，雪山秒变“提拉米苏蛋糕”，滑雪变成了滑沙……
3月15日，雪山围绕的瑞士施坦斯，天空被沙尘笼罩 图：新华社 来源于大大小小沙源地的黄沙，被不稳定的大气层结所启动，随着大风向世界各地迁移，形成了沙尘天气。这一现象并非地球独有，在遥远的火星，其整个秋季都是沙尘天气多发的季节！
“祝融号”火星车从火星表面传回自拍照，可以看出火星车表面已积累了一层薄薄的沙尘 图：CNSA 我们不得不想，假如真的存在电影里的沙丘星球，它的真实请况会如电影中所展现出来的那样吗？ 根据电影《沙丘》原著的设定，“阿拉基斯”是一个拥有炎热的太阳和荒凉的沙石荒地的星球，夏天极度干热；冬天，中纬度地区气温低至-40°C，极地地区低至-75°C。极度的干旱和高温迫使人们要穿上特制的蒸馏服，植物、动物也非常稀少。
电影中特制的蒸馏服 图：腾讯网 不过，这里既然存在生态系统，是否就可以说明，人类可以在这里生存？ 英国布里斯托大学的研究人员用智能数值系统，模拟了“阿拉基斯”的气候。通过气候模型的建立，即把小说中有关阿拉基斯山脉走向、恒星辐色强度、大气成分、行星轨道等所有数据进行繁复计算，研究人员发现，电影中设想的环境竟然在很大程度上符合预期，人类也有机会在这颗沙漠行星上的绝大部分地区生存下去。 通过三个星期的计算，气候模型向我们展示了一个让人惊讶的结果。在“阿拉基斯”的气候模型中，热带地区最热月份的温度在45°C左右，虽然很热，但并不是不能容忍。在最冷的月份，温度也不会低于15°C。这和地球上的沙漠气候，相差并不太大。 在这颗沙漠星球上，极端温度更多地出现在中纬度地区和极地地区。在极地地区，沙漠中夏天最高温度可能高达 70°C。那里的冬天同样极端，中纬度地区温度可能会低至-40°C，而极地地区则会低至-75°C。假如人类要在这颗星球上生存，热带地区似乎才是“阿拉基斯”上最适合居住的地方。
沙丘星球地图 图：Twitter 在电影中，“阿拉基斯”没有下过雨。然而，数值模拟显示，尽管大部分被沙漠覆盖，水源基本都在地下，但在这颗黄SE星球上，其实还是会出现一些降水过程的。 当然，《沙丘》中也有许多不甚合理的地方，但要记住，赫伯特早在1965年就写出了小说《沙丘》的第一部。两年以后，诺贝尔奖获得者真锅淑郎才发表他开创新的第一个气候模型的研究。鉴于此，《沙丘》中沙漠星球的一些设定能被现代数值模拟系统验证，已然是不小的“奇迹”。 2是气候变暖塑造了“阿拉基斯”？ 从电影抽离到现实，我们还能想到什么？ 近日，联合国政府间气候变化专门委员会发布《气候变化2022：影响、适应和脆弱新》报告。报告强调，气候变化的影响和风险正日益增长，升温形势会让世界在今后20年面临多重气候危害，极端天气多发、频发。当前，全球沙漠面积集中在四大区域：中亚、北美、中非和澳大利亚。而最新研究表明，全球变暖正引起撒哈拉沙漠面积的逐渐扩大！ 气候，是沙漠形成的主要推手。在有人类活动之前，沙漠就存在于这个星球。但沙漠面积的扩大，与人类活动仍有一定关系，譬如人口机增、水源枯竭、滥伐树木等等。更重要的是，工业革命以来，人类活动加剧气候变化风险，也实实在在导致了一些地区面临沙漠化形势愈发的严峻。 2018年，联合国防治荒漠化公约发布的一份评估报告显示：土地退化将在未来30多年里给全球带来23万亿美元的经济损失。 但，人类面对沙漠，只能做“加法”吗？ 为了加大沙区生态保护和治理力度，多年来，我国加快推进退耕还林、三北防护林、京津风沙源治理等一系列荒漠生态系统保护和修复重大工程，扎实开展固沙治沙。尤其是党的十八大以来，全国防沙治沙力度不断加大，实行最严格的保护制度，全面落实荒漠生态保护红线。 人进沙退！自2004年以来，我国荒漠化和沙化土地面积连续三个监测期保持“双减少”！《2021年全国生态气象公报》显示，2000至2021年，全国植被生态质量指数升高实现了“三级跳”，2012至2021年植被生态质量指数较2000至2001年、2002至2011年两个阶段平均水平分别提高15.9%、7.8%，其中2021年全国植被生态质量指数更是创2000年以来新高。
2021年全国林区植被生态质量指数与常年(左)和2020年(右)对比 图：中央气象台 此外，我国气象部门也在不断加强对沙尘天气的监测，这当中，气象卫星遥感有着大空间范围、高时空分辨率同步观测的优势，在沙尘监测和预报方面都发挥了重要作用。例如，2020年6月18日和2021年2月6日，风云气象卫星分别监测到了由撒哈拉沙漠起沙的两次强沙尘过程。
风云四号A星于2021年3月28日监测华北强沙尘天气 图：国家卫星气象中心 现实与电影不同。人类不会坐视地球变为“沙漠星球”，也会拿出久久为功的毅力，努力解决气候变化及沙漠化问题。改变命运，不能像电影《沙丘》那样，从一片沙漠中再寻求对文明的重建；而要从眼前的一件件事，做起！ |
