热带森林储存大量的有机碳，也是生物多样性最为丰富的生态系统。近几十年来，由于气候变化、森林火灾和人类活动的影响，亚马逊热带森林受到前所未有的破坏。IPCC第四次评估报告就已经明确指出，大规模的毁林有可能将亚马逊生态系统推向一个不可逆的“临界点”（tipping point）。毁林加剧当地的干旱和高温，将致使世界上最大的雨林慢慢消失，对生物多样性和全球气候系统产生不可逆转的影响。然而，直到现在，这个临界点如何开始、何时出现还没有得到有力的数据支持。本研究基于多源卫星观测数据，气候再分析资料，提供了亚马逊水循环过程发生不可逆转变的证据。
研究发现，过去20年亚马逊的大规模毁林大幅减少了通过蒸散发向大气的水汽供应，从而导致对流层低层水汽含量持续降低。在毁林最严重的亚马逊东南部季雨林向热带稀树草原的过渡区，水汽的持续降低在亚马逊的旱季已经深入到对流层中层。研究还发现，整个亚马逊地区对流层中层以上的水汽含量明显增加，主要是由于热带大西洋的增温增强了大洋表面的蒸发，更多的水汽通过东北信风向亚马逊盆地输送。然而，增强的热带大西洋水汽供应无法抵消毁林导致的低层大气持续变干，因为毁林导致的暖干上升气流抑制了对流层中高层水汽的向下混合（图1）。亚马逊东南部严重的大气变干趋势无法通过增加大西洋的水汽供应来弥补，表明大规模毁林导致了亚马逊水循环过程的不可逆转变。
该研究提供了毁林引起的区域水循环不可逆转变的证据，这也被认为是可能触发亚马逊临界点的一个关键过程。同时，该研究结果也展示了一些有利的信息，即大气变干趋势在亚马逊盆地北部的热带雨林区，以及东南部季雨林向热带稀树草原的雨季才刚刚出现，通过大规模的森林保护和恢复还有望缓解目前的变干趋势。
该研究由大气物理研究所徐希燕研究员团队与南京信息工程大学、美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室、巴西圣保罗大学、美国乔治梅森大学的合作者共同完成。研究成果发表于Environmental Research Letters。该工作由中科院A类战略先导专项（XDA19030401）和国家重点研发计划（2018YFA0606002）共同资助。
文章引用：Xu, X., X. Zhang, W.J. Riley, Y. Xue, C.A. Nobre, T.E. Lovejoy, G. Jia*, 2022: Deforestation triggering irreversible transition in Amazon hydrological cycle. Environmental Research Letters, 17, 034037. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac4c1d
图 1.(A) 2000-2019 年相对于 1980-1999 年对流层中层（800-500 hpa）和对流层低层（1000-900 hpa）的旱季上升气流变化； (B) 毁林引起的暖干上升气流抑制了热带大西洋向亚马逊的水汽输送示意图。