科研进展

ERL: 2018年夏季东北亚破纪录极端高温的环流贡献

  在全球变暖的背景下,全球及区域尺度极端高温频发。如2018年夏季,东北亚发生破历史记录极端高温。我国中央气象台连续33天发布“高温预警”,韩国气象厅宣布打破百年观测记录,在日本有至少七万人因中暑住院。此次极端高温对东北亚地区农业、居民身体健康产生了极大冲击。

  然而,像2018年这样破纪录的极端高温却并非偶然。有研究指出,在全球持续增暖的背景下,未来热浪将变得更频繁、强度更强、持续时间更长。因此,理解历史中已发生的破纪录高温事件的成因,对于预测预估极端高温的未来变化具有重要意义。

  大气环流型是决定极端高温发生位置、持续时间的重要因素。近年来,国际上开始有学者从揭示决定极端事件的大气环流型入手,针对欧洲地区的热浪探究中纬度环流型的作用,国内也有学者关注控制东北亚极端高温的大气环流型,但尚未有研究来量化特定环流型对东北亚地区单一极端高温事件的贡献。近日,中国科学院大气物理研究所博士生任俐文在导师的指导下,使用“环流相似法”(flow analogue method)量化了大气环流型对2018年夏季东北亚破纪录高温的贡献。研究发现,2018年夏季东北亚地区的持续高温,伴随有其上空异常反气旋和破纪录北跳的西太平洋副热带高压。观测中持续的反气旋环流异常能够解释这次东北亚破纪录高温事件强度的一半。

  此外,该研究发现近期(1991-2017)相对于早期(1958–1990年),热力过程(如温室气体使得平均温度增加)变化和动力过程(如反气旋异常)变化均有利于东北亚发生类似极端高温。但其中热力变化贡献约在80%以上,并且热力变化贡献将随着高温事件的强度增加而增加。由于热力项受全球变暖的影响更为显著,这一结果意味在全球增暖的背景下,东北亚地区面临类似2018年这样的破纪录热浪的风险将加大。

  文章第一作者任俐文表示“该工作强调全球变暖的直接热力影响,与此同时,我们也需要关注与大尺度环流型变化相联系的动力项在东北亚地区极端高温事件中的作用”。

  该研究工作受国家重点研发计划(2018YFC1507701)、和国家自然科学基金(批准41775091)和中国科学院国际伙伴计划项目(批准号134111KYSB20160031)共同资助。

  参考文献:

  Ren, Liwen, Tianjun Zhou, and Wenxia Zhang. 2020: Attribution of the record-breaking heat event over Northeast Asia in summer 2018: the role of circulation. Environ. Res. Lett. 15 (2020) 054018. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ab8032

  文章链接:

  https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ab8032

 

  

图1 2018年夏季,东北亚极端高温的观测特征。(a)平均温度异常,黑色打点为打破自1958年以来观测记录的格点;(b)500hPa位势高度异常(填色)、西太平洋副热带高压气候态(蓝色等值线)及2018年夏(红色等值线)位置。

 

  

  

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