受气候增暖影响，以快速暴发为主要特征、伴随土壤湿度快速下降的骤旱在全球范围内频繁发生，干旱正经历由传统缓旱向骤旱的转变，给社会经济和生态环境造成了严重影响。因此，亟需深入剖析骤旱形成与演变机制，为提高干旱预报能力、精准抗旱提供科学依据。

近期，大气所地球系统数值模拟与应用全国重点实验室与南京信息工程大学水文与水资源工程学院合作，在《Journal of Hydrology》、《中国科学：地球科学》等期刊发表系列论文，揭示了气候增暖背景下气象骤旱向土壤骤旱传递的变化特征，以及海洋和陆地异常对2022年夏季长江流域特大骤旱的影响。并应《地球科学进展》杂志邀请，评述了气候和下垫面变化下骤旱形成演变机制的国内外最新研究进展。

针对2022年长江特大骤旱，研究发现年际到年代际尺度的海洋异常信号（如春季拉尼娜、太平洋年代际振荡）为次季节尺度的骤旱暴发提供了大尺度气候背景，而陆地-大气耦合过程在土壤骤旱形成过程中发挥关键作用。骤旱期间陆气耦合强度增加，有利于加速骤旱暴发、加剧干旱烈度。相比自然气候变化，人为气候变化与陆气耦合的协同作用进一步增加此类特大骤旱的发生风险。针对全球尺度的骤旱传递过程，分析发现气象骤旱发生时，若无明显土壤湿度异常，蒸散发将显著增加，导致土壤湿度快速下降，从而触发土壤骤旱。气象骤旱-土壤骤旱传递关系在湿润和半湿润地区更为明显，且在未来气候增暖情景下更为显著。利用团队研发的高分辨率陆面水文模型CSSPv2开展对比模拟试验，发现黄土高原植被变绿加速了气象干旱到土壤干旱的传递过程。因此，袁星研究员团队在评论文章中指出，未来研究亟须在骤旱暴发与维持的大尺度环流背景以及关键陆面和海洋信号的影响、骤旱—植被相互作用、骤旱演变对环境变化的响应机制等方面取得突破，提高骤旱等复合极端气候事件的预测预警能力。

以上研究成果主要作者包括袁星研究员，及其团队马凤副教授、博士生杨浩宇、周诗玙、王钰淼等。研究得到国家自然科学基金重点项目（42330604）和国家重大科技基础设施“地球系统数值模拟装置”（EarthLab）等支持。

图1. 气象骤旱触发土壤骤旱时的(a)土壤湿度百分位数和(d)蒸散发异常; 气象骤旱未触发土壤骤旱情景下(b-c)土壤湿度百分位数和(e-f)蒸散发异常，分干(b-c)和湿(e-f)两种场景，其中打点区域表示60%以上的事件发生在相应场景。

图2. (a) 2022年7~8月长江流域陆气耦合指数（土壤湿度和饱和水汽压差耦合指数，CSISM-VPD）的空间分布。(b) 2022年7~8月陆气耦合指数CSISM-VPD相对于1961~2014气候平均值的异常。(c) 7~8月陆气耦合指数CSISM-VPD在1961-2022期间的时间序列。不同气候强迫或陆气耦合情景下类似2022长江特大骤旱的(d)烈度和(e)暴发速度重现期。

论文信息：

1. Ma, F., and X. Yuan*, 2025: The propagation from atmospheric flash drought to soil flash drought and its changes in a warmer climate. Journal of Hydrology, 654, 132877. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.132877

2. Yang, H., F. Ma*, X. Yuan*, P. Ji, and C. Li, 2025: Vegetation greening accelerated the propagation from meteorological to soil droughts in the Loess Plateau from a three-dimensional perspective. Journal of Hydrology, 650, 132522. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.132522

3. 袁星*, 王钰淼, 周诗玙, 李华, 李晨远, 2024: 气候变化下2022年长江特大骤旱的多尺度成因分析. 中国科学: 地球科学, 54(8), 2690-2702. https://doi.org/10.1360/SSTe-2024-0007

Yuan, X.*, Y. Wang, S. Zhou, H. Li, C. Li, 2024: Multiscale causes of the 2022 Yangtze mega-flash drought under climate change. SCIENCE CHINA Earth Sciences, 67(8), 2649–2660. https://doi.org/10.1007/s11430-024-1356-x

4.袁星*, 周诗玙, 马凤, 王钰淼, 郝奕, 梁妙玲, 陈李楠, 2024: 气候和下垫面变化下骤旱形成演变机制研究进展. 地球科学进展，39(9), 877-888. https://doi.org/10.11867/j.issn.1001-8166.2024.065