ERL编辑优选：华北破纪录高温事件快速归因及未来风险

文章介绍

Cheng Qian（钱诚）, Yangbo Ye（叶洋波）, Jiacheng Jiang（江家城）, Yangyang Zhong（钟洋洋）, Yuting Zhang（张玉婷）, Izidine Pinto, Cunrui Huang（黄存瑞）, Sihan Li（李思涵） and Ke We（魏科）

通讯作者：

• 钱诚，中国科学院大气物理研究所

研究背景：

2023年夏季极端高温热浪席卷华北大地。根据中国气象局报道，今年6月北京、天津、石家庄均打破了当地观测史上单月高温日数最多纪录。6月21-30日期间，华北地区共有124个国家气象站气温超过40℃。6月22-24日端午节期间，北京南郊观象台连续三天气温达到或超过40℃，为该站观测史上首次40℃三连击。此次高温过程强度强、范围广，对交通安全、人民生命健康、能源供应、农业发展造成不利影响。

如此罕见的高温热浪事件是否以及在多大程度上和人类活动引起的气候变化有关？这样强的热浪事件在未来发生的频率和强度将如何？本文开展快速归因分析来解答这两个问题。

研究内容：

经过分析此次事件的特征、诊断其发生的环流背景，钱诚研究员团队利用研发的极端天气快速归因系统1.0版本的两种基于概率的归因方法开展多方法多模式归因分析，于热浪事件发生8天后发布快速归因结果。论文结果显示：2023年端午假期华北区域平均的最高气温达到1959年以来每年6月连续3天最高气温的历史最高值（图1）；此次连续3天的破纪录热浪事件受过境的暖高压系统影响，并由干燥的土壤湿度反馈加强（图2）；在当前（2023年）气候下该次事件重现期约为111年（发生概率约1/111），即为小概率高影响事件；人为气候变化使华北地区类似2023年端午假期的极端高温热浪事件的强度显著增强至少1℃ (0.8–1.3℃)（图3）；未来预估结果显示，即使在实现全球温升控制在1.5℃目标的碳中和情景下，21世纪剩余的时间内华北地区发生类似2023年端午假期的热浪的概率仍将比2023年气候状态下至少增加1.6 (1.3–2.1)倍、强度至少增强0.5℃ (0.2–0.8℃)；如果仍按照中等排放路径情景发展，到本世纪末发生类似热浪事件的概率将增加达5.5 (4.9–6.3)倍、强度增强达2.9℃ (2.4–3.1℃)。该项研究显示了实施碳中和对缓解热浪的积极作用；同时也表明，即使实现碳中和目标后，未来华北地区仍需要适应6月份出现像2023年这样强的连续3天热浪的情形。

图1.  2023年6月22-24日期间华北高温热浪事件的特征

图2.华北热浪事件发生的环流背景：暖高压(a)、下沉运动(b)、干燥的土壤湿度反馈(c、d)

图3.  2023年华北热浪事件的多方法多模式归因结果

作者介绍

• 2022年影响因子：6.7  Citescore: 10.1
• Environmental Research Letters（ERL）以金色开放获取模式出版，作者可选择将原始数据作为补充资料与文章一起发表。所有研究人员可以免费获取这些研究成果。ERL汇聚了关注环境变化及其应对的研究团体和政策制定团体的意见，涵盖了环境科学的所有方面，出版研究快报、综述文章、观点和社论。ERL顺应了环境科学的跨学科发表的趋势，反映了该领域相关的方法、工具和评估战略，得到了来自不同领域的广泛贡献。