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近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點實驗室（LTO）研究員王春在團(tuán)隊提出了一種北半球夏季熱浪事件新分類方法，更全面地考慮了北半球夏季熱浪事件的不同特征。該研究以博士研究生王雨晴為第一作者、王春在研究員為通訊作者發(fā)表在Climate Dynamics上。
1950年以來，北半球夏季高溫?zé)崂耸录l率顯著增加，類似2003年歐洲熱浪、2010年俄羅斯熱浪、2013年中國東南部超級熱浪事件發(fā)生得愈加頻繁。然而，不同極端熱浪事件的內(nèi)在特征各不相同，比如2003年的歐洲熱浪事件具有極強(qiáng)的強(qiáng)度，2010年的俄羅斯熱浪事件擁有長達(dá)1個月的超長持續(xù)時間，而2013年中國東南部熱浪事件發(fā)生期間由于空氣相對濕度高而擁有遠(yuǎn)高于氣溫的體感溫度。對于這些極端熱浪事件的科學(xué)分類，有助于加深對區(qū)域熱浪事件的特征及其變化機(jī)制的全面理解。
鑒于此，本項研究從極端熱浪事件表現(xiàn)出的不同特征出發(fā)，提出了一種綜合考慮熱浪事件強(qiáng)度、持續(xù)時間、影響面積和濕熱程度（體感溫度與實際氣溫之間的差值）強(qiáng)弱等級的熱浪事件新分類方法。該方法可準(zhǔn)確識別出北半球夏季主要存在的六種主導(dǎo)的熱浪事件類型，分別為所有特征都偏弱的低危害型事件，以及其他五種某些特征極端偏強(qiáng)的高危害型事件，具體是極端濕熱型事件、高強(qiáng)度型事件、長持續(xù)時間型事件、大影響面積型事件和長持續(xù)時間大影響面積復(fù)合型事件。且進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，北半球低危害型熱浪事件數(shù)量最多，廣泛分布在各個區(qū)域；而其他五種高危害型事件雖然數(shù)量較少，但是主導(dǎo)了北半球不同區(qū)域的極端熱浪（圖1）。
1990年以來，北半球夏季熱浪事件的頻率快速增多，其中高危害型事件的數(shù)量占總熱浪事件的比重顯著增加，而低危害型事件的占比則顯著減少。高危害型事件之中，來自于中亞地區(qū)的大影響面積型事件和長持續(xù)時間大影響面積復(fù)合型事件的發(fā)生頻率占北半球總熱浪事件發(fā)生頻率的比重逐漸增加。這意味著這兩類極端事件 1990-2020年的頻率增加趨勢明顯高于北半球熱浪事件的平均水平。進(jìn)一步利用第六次國際耦合模式比較計劃（CMIP6）的檢測與歸因比較計劃（DAMIP）試驗數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，上述兩類發(fā)生在中亞地區(qū)的極端熱浪事件1990-2020年的頻率占比增加主要歸因于溫室氣體外強(qiáng)迫的貢獻(xiàn)，而自然外強(qiáng)迫和人為氣溶膠外強(qiáng)迫的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)小于溫室氣體外強(qiáng)迫（圖2）。
本研究提出的北半球夏季熱浪新分類方法對于熱浪事件的劃分更為全面準(zhǔn)確，不僅有助于我們認(rèn)識北半球高溫?zé)崂耸录牟煌卣骱妥兓厔荩腋谖覀兲接懖煌卣鳠崂耸录澈蟮男纬蓹C(jī)理。與此同時，新分類方法對于北半球不同類型高溫?zé)崂耸录谋O(jiān)測和檢測具有重要的參考價值。
本研究得到了國家自然科學(xué)基金重大項目、國家重點研發(fā)計劃項目、中國科學(xué)院戰(zhàn)略重點研究計劃和南方海洋科學(xué)與工程廣東實驗室(廣州)引進(jìn)人才團(tuán)隊重點專項等共同資助。
相關(guān)論文信息：
Y. Wang and C. Wang* (2023). Classification of extreme heatwave events in the Northern Hemisphere through a new method. Clim. Dyn., https://doi.org/ 10.1007/s00382-022-06649-8.
圖1 北半球六種主導(dǎo)熱浪類型1951-2020年期間的頻率分布。
圖2 北半球總高危害型事件、大影響面積型事件以及長持續(xù)時間大影響面積復(fù)合型事件頻率變化圖。(a, c, e) 觀測和CMIP6模式全強(qiáng)迫下三種事件的頻率占比時間序列。(b, d, f) CMIP6模式全強(qiáng)迫 (ALL)、溫室氣體外強(qiáng)迫 (GHG)、自然外強(qiáng)迫 (NAT) 和人為氣溶膠 (AA) 外強(qiáng)迫下1990-2020年期間三種事件的頻率占比趨勢。
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