近年来，随着全球变暖不断加剧，多地区同时出现极端高温事件的频率显著上升。这一现象使得人类社会在应对极端气候挑战方面面临着前所未有的风险。2022年8月，欧洲东部、中国南方及北美西部同时遭遇了破纪录的极端高温热浪。然而，对于这一协同热浪事件的成因机制以及外强迫与内部变率各自的贡献尚缺乏深入、系统的认识。

近日，中国科学院大气物理研究所马康杰博士生、龚海楠副研究员、王林研究员等利用观测和再分析数据，结合英国Hadley中心提供的大样本归因试验数据和MPI大样本模式数据，对2022年8月北半球多地出现的协同热浪进行了全面的归因分析。研究结果显示，绕全球的大气环流遥相关异常是驱动此次协同热浪的关键动力因子。该遥相关型有利于在欧洲东部、中国南方及北美西部三地上空同时产生反气旋性高压异常。巴伦支海、北太平洋与北大西洋的极端暖海温以及中太平洋的极端冷海温异常是激发该遥相关的关键因子。数值试验进一步验证了这些关键海区的海温异常对这一遥相关型的形成与维持的重要作用。基于Hadley中心提供的大样本归因试验数据，研究进一步揭示出人为外强迫对于2022年8月北半球协同热浪强度的整体贡献超过50%，其中北美地区对外强迫信号更为敏感 （图1）。进一步研究发现在未来高排放情景（RCP8.5）下的21世纪末，由内部变率驱动的北美地区的热浪强度得到显著增强。此外，自然强迫对2022年8月三地热浪强度均呈负贡献，这很可能与2022年年初汤加火山喷发所引发的气候影响有关。

该研究从物理机制层面深化了对全球变暖背景下北半球协同热浪成因与过程的认识，并进一步明确了外强迫和内部变率的相对贡献。这为未来利用气候模式预测极端热浪发生概率与不确定性、以及制定应对气候变化相关政策与措施提供了坚实的科学基础和有力支撑。该研究工作得到国家自然科学基金项目（41925020, 42075033, 42275023）的资助。

论文信息：Ma, K., Gong, H*., Wang, L*., et al., 2024: Anthropogenic forcing intensified internally driven concurrent heatwaves in August 2022 across the Northern Hemisphere. npj Climate and Atmospheric Science, 7, 290.

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41612-024-00828-6

图1. (a-f) 分别为外强迫、内部变率、自然强迫、内部动力、人为强迫和内部热力导致的2022年8月的北半球SAT异常。