2018年的四角干旱——集中在亚利桑那州、犹他州、科罗拉多州和新墨西哥州之间的交界处——使该地区陷入了严重的红色。异常炎热的春季和夏季表明，气候变化显然在起作用，但大多数人对当时的情况只能说这么多。

加州大学圣巴巴拉分校地理系的气候科学家现在已经提炼出人类引起的变暖对那次事件的影响有多大。他们的研究结果发表在美国气象学会公报专门解释前一年极端天气事件的年度刊物。研究小组发现，该地区增加的蒸发潜力中，有60%至80%仅来自人类引起的变暖，这导致了2摄氏度的额外变暖。

该大学气候危害中心主任、美国地质调查局科学家、该研究的合著者之一克里斯·芬克(Chris Funk)说:“我真的很震惊，我们发现仅仅2度的变暖就会产生如此大的影响。”

该研究的主要作者、地理系博士生艾米丽·威廉姆斯补充说:“研究结果比我们预期的要明显得多。”她的工作重点是端到端归因，即确定特定自然事件因气候变化而加剧的程度，然后将这些变化与温室气体的来源以及变暖对人类和生态系统的影响联系起来。这是一项具有挑战性的任务，需要复杂的气候模型、全面的数据库和令人兴奋的新科学的发展。

威廉姆斯想要确定气候变化在多大程度上加剧了四角干旱。为了使这项任务更易于管理，她将调查范围限制在气温上升上。威廉姆斯在主要的气候模型上进行了两次模拟;第一个模型是在工业革命之前的气候条件下计算温度的，而第二个模型是在当前人类引起的气候变化下计算温度的。从两个模拟中减去平均值，她得出了一个可以归因于人为变暖的温差。

她说:“我们发现，使今年成为该地区有记录以来最热的一年的几乎所有原因都是由于气候变化。”

有了这些知识，威廉姆斯开始确定高温是如何影响干旱的。为此，她研究了当地的水文(主要是积雪和地表径流)和农牧条件(与种植作物和饲养牲畜有关的环境)。她用植被的绿度来判断该地区的农牧业状况。

温暖的空气比冷空气含有更多的水分。因此，随着温度的升高，空气变得更加干燥，威廉姆斯解释说。更干燥的空气会从地下吸走更多的水分。

空气所能吸收的水量和土地所能提供的水量之间的差额就是科学家所说的蒸汽压赤字。当土地提供的水分超过空气所能承受的量时——比如气温降至黎明前的低点——就会凝结，就像清晨的露水一样。另一方面，当空气比地面所能提供的水量更干燥时，它就会从土壤中吸取水分，使其干燥。干燥土壤上的温暖空气会更加干燥，导致田地和饲料更快地褐变。

科学家们使用统计模型将绿色植被与蒸汽压赤字联系起来。直观地说，温度升高会导致干燥，从而使植被变成棕色。它确实做到了。结果表明，在没有气候变化的情况下，当年的景观绿化程度将达到20%左右。这种褐色植被导致收成不佳和饲料质量低下;造成超过30亿美元的经济损失，并扰乱了在该地区定居的数十万美洲原住民的生活和生计。

2018年对整个美国西部来说都是干旱的一年，但四角地区受到的打击尤其严重。最严重的干旱正好发生在纳瓦霍族保留地。

研究小组还研究了该地区的积雪受到高温的影响程度。坚固的积雪确保了夏末的水供应，因为它会慢慢融化。地理系副研究员、该论文的另一位合著者Shraddhanand Shukla解释说，高温从两个方面影响积雪:它们导致更多的降水以降雨而不是降雪的形式出现，它们使雪融化得更快、更早。

科学家们在保持总降水量不变的情况下，模拟了该地区有和没有气候变化的雪况。他们发现，在没有气候变化的情况下，3月份的积雪量会增加20%，尽管这是该地区有记录以来降水量最低的一年。他们预计，在潮湿的年份，这种影响会更加明显。

威廉姆斯说，这些发现是对气候变化对干旱影响的保守估计。首先，这项研究只考虑了人类引起的变暖对气温的影响。气候变化可能也影响了该地区的低降雨量。

更重要的是，大气和陆地之间存在着强烈的反馈循环，这是该研究遗漏的。当空气吸收了土壤中所有可用的水分，蒸发就不能再给地面降温了。其结果是地面温度急剧上升，使情况更加恶化。

然而，通过保持方法简单，团队使任务更易于管理，见解更易于理解，技术更易于转移。他们计划在“四角”地区较为典型的年份以及经历类似困境的东非地区应用这一方法。

研究人员强调了了解这些系统的紧迫性。“这不是预测的气候变化，而是当前的气候变化，”威廉姆斯说。

“由于气候变化，有些事情绝对肯定会发生，”芬克说。“有一件事是绝对肯定的，那就是饱和蒸汽压将会上升。”

“这实际上增加了干旱和洪水的强度，”他补充说。

当像“四角”这样的地区经历干旱时，更温暖、更干燥的大气可以更快地吸走有限的土壤水分。另一方面，当像休斯顿这样的潮湿地区经历极端降雨事件时，温暖潮湿的风可以容纳更多的水，可能导致灾难性的洪水。

芬克说:“当世界上每个人都明白这一点的时候，我们可能就会开始为气候变化做点什么。”