本文最初已发布耶鲁环境360。
艾萨克·拉森(Isaac Larsen)上世纪90年代在爱荷华州(Iowa)的农村长大，他记得春天特有的先兆。道路两旁堆积的雪堆，曾经是白色或灰色的，现在变成了黑色。罪魁祸首是被风吹起的尘土，从贫瘠的农田里飘到空中。
即使该地区的一些农民采取了更可持续的做法，灰尘仍然飞扬。不久之前，拉森的母亲告诉她的儿子，她遇到了一场沙尘暴，她说:“土壤被吹过马路，就像暴风雪一样，但是是黑色的。”
42岁的拉尔森是马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校(University of Massachusetts-Amherst)的地球科学家纸美国玉米带的土壤流失。自从农业开始，Larsen和他的合著者估计超过三分之一的玉米带——近3000万英亩——已经种植了玉米失去了所有富含养分和碳的表层土壤。在邻近的巨大平原上也举行了类似的过程，包括庞大的地区，包括堪萨斯州，内布拉斯加州和达科拉斯，以及德克萨斯州，俄克拉荷马州，密苏里州，蒙大拿和科罗拉多州的部分地区。
每一场沙尘暴都代表着地球上被大气剥落并重新移动的薄薄的一层。随着时间的推移，无数这样的风暴席卷了中西部和大平原，它们带走了那里数千年植物生与死的遗产。最引人注目的例子是20世纪30年代的沙尘暴，这场环境和农业灾难剥夺了美国内陆数百万英亩的表层土壤，使农民破产，摧毁了农作物，并从根本上重塑了中心地带。
预计该地区未来几十天的气温将超过100华氏度。
自20世纪30年代以来，随着广泛的灌溉和一些农场的农业实践的改进，美国心脏地带发生了很大的变化。但考虑到全球变暖导致的气温上升和干旱加剧，一些科学家质疑美国的粮仓是否正走向另一个沙尘暴。
在2018年的国家气候评估中，美国科学家警告称，在目前变暖的情况下，南部大平原的温度可能会上升3个百分点.6到5.1华氏度与1976年至2005年的平均温度相比，到2100年将达到华氏4.4至8.4度。预计该地区未来几十天的气温将超过100华氏度。温度的增加可能没有那么严重根据国家气候评估报告，整个大平原地区预计将经受更多的热浪和极端干旱。
20世纪初的农民播种了尘土碗的种子撕毁了数百万英亩的耐寒天然草，在相对潮湿的时期植入小麦和玉米。然后，当20世纪30年代发生历史性，多年的干旱和热浪时，作物死亡，暴露的露水留下干燥并松散，成熟，被强风扫除。随之而来的风暴可能是巨大的：1935年4月14日，“黑星期天”尘埃风暴使中原地区全部前往东海岸城市。当尘埃碗结束时，数百万移民曾逃离了加州和其他西方国家的曾经有希望的大平原。
在1936年沙尘暴最严重的时候，南达科他的一个被掩埋的谷仓。
但这场灾难也刺激了创新。在沙尘暴期间，政府迅速采取行动，建立了土壤保护服务，帮助推广更可持续的技术，如免耕农业和覆盖种植，减少暴露的土壤数量。然而，尽管近年来免耕农业越来越普遍，但中部地区许多工业化规模的农业经营并没有采用这种做法。
自20世纪40年代以来，大平原上的许多农民也广泛灌溉他们的作物，使他们能够度过干旱期，并进一步防止表土侵蚀。但这种对灌溉的依赖使大平原面临新的危险。奥加拉拉蓄水层，它构成了大平原蓄水层系统的大部分并为30%到46%的灌溉土地在大平原的一些州——近几十年来一直稳步透支;通过一些人估计在美国，奥加拉拉蓄水层(Ogallala Aquifer)可能在50年内枯竭70%。
"There comes a point where if you’re not replenishing those resources like aquifers, then all you need is the next minor drought to come along, and if you don’t respond, then you run the risk of another Dust Bowl-like event," said Tim Cowan, a senior research fellow at the University of Southern Queensland who studies the effects of climate change on precipitation and heatwaves.
热量和干旱密切相关，这意味着热浪恶化意味着更多的干旱，反之亦然。那一二拳有很多科学家。“干旱的土壤具有这种加剧效果，”布鲁塞尔大学气候科学家Wim There说。“存在这种积极的反馈，干燥的土壤导致更温暖。”
当土壤中含有大量的水分时，来自太阳的能量会在水从液体变成气体的过程中被吸收。但是当土壤中含有少量的水时，这种能量就会直接转化为热量。其结果是，干旱导致更严重的热浪，而这些热浪反过来又导致更干燥的条件。
玉米和大豆作物的产量将在现代沙尘暴情景下下降40%。
数据显示，干旱和炎热正变得越来越普遍，而且可能增加了它们之间的反馈效应。在一个最近的研究本质上，考恩和他的裁员发现，与20世纪30年代相比，温室气体排放量的灰尘般的热水速度达到了2.5倍以上的2.5倍。
NASA戈达德空间研究所的气候科学家Ben Court表示，这也是干旱的。"What we’re seeing in a lot of regions is this kind of amplified evaporation effect that’s making it … easier to get into drought, a little bit harder to get out of drought and making the droughts themselves a bit more intense than they would have been in a colder world."
与此同时，农业在中西部和大平原中继续茁壮成长。合并的地区是玉米，小麦和大豆等作物的顶级生产商，以及牲畜。这种水平的农业强度，与天气越来越热，又提高了美国另一种历史性干旱的赌注。
一篇论文2016年，他们依靠计算机模拟模拟了沙尘暴对现代农业的影响。这组作者估计，玉米和大豆产量将下降约40%，小麦产量将下降30%。温度每升高1摄氏度(1.8华氏度)，其影响就会恶化25%。
在一个干旱和热浪司空见惯的世界里，这两种情况结合起来，可能会使美国陷入农业受到越来越大威胁的局面，对美国的粮食供应造成深远影响。
图中显示了21世纪中期每年极热日数和强降水事件的预测变化
美国最近有一种味道的尘埃碗状况。2012年，该国经历了其中一个史上最严重干旱，伴随着炙热的热浪。太平洋的气候条件，加上2011年持续的干旱，导致了美国自1988年以来最干燥的夏季。根据美国干旱监测机构(U.S. drought Monitor)的数据，截至7月，美国近三分之二的地区处于干旱状态。与此同时，2012年7月是当时有记录以来最热的第二个月。
对全国农民的影响是巨大的。估计农业损失约300亿美元，玉米产量下降了26%。但是，尽管2012年的干旱在性质上与沙尘暴类似，但却没有出现滚滚的沙尘暴和大规模的农业崩溃。同样，20世纪50年代的一场严重干旱也未能引发另一场沙尘暴。
“自沙尘暴以来，我们在中原地区经历了严重的干旱，但我们没有经历同样程度的土地退化和沙尘暴活动，”库克说。“部分原因是我们的土地使用习惯发生了变化。”
目前，在大平原地区，灌溉可以让农民利用地下蓄水层的水来抵御严重的干旱。但是高原含水层系统，尤其是奥加拉拉含水层的过度使用，正在对该地区的地下水供应造成沉重负担。自1987年以来，美国地质调查局(USGS)通过监测数千口井，每年收集高原含水层的水位数据。
美国地质调查局(USGS)的水文学家弗吉尼亚·麦圭尔(Virginia McGuire)说，尽管该地区的变化各不相同，但总体情况是持续下降。麦圭尔已经监测该含水层20多年了。根据一项调查，自20世纪40年代开始灌溉以来，2015年蓄水层的水量已经减少了2.732亿英亩英尺美国地质调查局的报告她撰写。报告中的一幅地图显示，德克萨斯州、俄克拉何马州和科罗拉多州到处都是红色的斑点，这表明注入土壤的水量大幅下降。一些地方的水位还不到一个世纪前的一半，McGuire说。
“如果这种趋势没有改变，在某些时候，就会必须是一个推价，”她说。
你将到达一个点，在那点，没有更多的水从井里出来。
大平原地区和全球其他农业地区正在进行大量的灌溉，增加的水实际上降低了地区温度。在2020年的一次纸在自然界通信中，他们的同事和他的同事将大量灌溉地区的平均气温与世界其他地区的灌溉区域相比。“我们发现灌溉具有非常明显的冷却效果，”他说。他们发现，在炎热的日子里，灌溉的地区平均温暖0.8℃，而不是世界其他地区。但大规模灌溉的冷却效果最终是不可持续的。
蒂埃里说:“我们的灌溉给地下水资源带来了巨大的压力。”“到某个时候，你就会到达井里再也没有水了。”
根据McGuire的说法，水管理人员和农民已经改变了减少水的使用，例如灌溉其田间的一半，或者使用多个较小的井来提高水收益率。但耗尽的含水层需要很长时间才能充电，特别是在南部平原等地区，水桌远低于表面。与此同时，干燥年继续强调含水层。在2011年和2013年的三年期间，含水层几乎在1980年至1995年间损失了几乎和水一样多。
库克说，2012年，“该系统的弹性足以应对美国中部一年的严重干旱。现在，如果2012年的干旱持续3年、4年或5年，我们的系统能够应对吗?”这个我不知道。”
2012年的干旱期间，科罗拉多州东部的农民杰伊·斯内勒(Jay Sneller)在观看收割受到干旱破坏的玉米。
库克说，美国农业之所以能够恢复元气，一个关键原因是政府有能力在困难时期向农民提供援助。但是气候变化正在影响整个世界，预计南亚和东非等地区的更热、更干燥情况将会增加，这些地区可能没有能力应对更极端的天气。在印度旁遮普邦，超过80%的土地被用于农业，地下水位正在迅速下降。2019年，印度的热浪导致气温攀升至华氏120度以上，水资源短缺导致暴力冲突。
欧洲干旱在大陆的大部分地区也存在地下水资源。来自6月2020年6月的NASA的Grace-Fo卫星的数据揭示了德国，波兰，捷克共和国，乌克兰和俄罗斯地区的危险干旱。同样，从2017年到2019年澳大利亚的一系列录制设施，遭受了极端的热量，也席卷了全国。即使国家 - 特别是发展中国家 - 采用更具可持续的灌溉和农业实践，一种迅速变化的气候意味着它们仍然可以面临贫困食品的作物失败。
灰尘碗是一种独特的美国的Thepstone，一个困难的故事和最终的胜利，已经来定义我国的历史叙事和体质现实。但在一个气候条件稳步增长的世界中，无与伦比的灾难可能变得更加普遍。
