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近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室（LTO）研究員王春在團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表在Climate Dynamics上。
1950年以來，北半球夏季高溫熱浪事件頻率顯著增加，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生得愈加頻繁。然而，不同極端熱浪事件的內在特征各不相同，比如2003年的歐洲熱浪事件具有極強的強度，2010年的俄羅斯熱浪事件擁有長達1個月的超長持續時間，而2013年中國東南部熱浪事件發生期間由于空氣相對濕度高而擁有遠高于氣溫的體感溫度。對于這些極端熱浪事件的科學分類，有助于加深對區域熱浪事件的特征及其變化機制的全面理解。
鑒于此，本項研究從極端熱浪事件表現出的不同特征出發，提出了一種綜合考慮熱浪事件強度、持續時間、影響面積和濕熱程度（體感溫度與實際氣溫之間的差值）強弱等級的熱浪事件新分類方法。該方法可準確識別出北半球夏季主要存在的六種主導的熱浪事件類型，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的高危害型事件，具體是極端濕熱型事件、高強度型事件、長持續時間型事件、大影響面積型事件和長持續時間大影響面積復合型事件。且進一步研究發現，北半球低危害型熱浪事件數量最多，廣泛分布在各個區域；而其他五種高危害型事件雖然數量較少，但是主導了北半球不同區域的極端熱浪（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，來自于中亞地區的大影響面積型事件和長持續時間大影響面積復合型事件的發生頻率占北半球總熱浪事件發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）試驗數據分析發現，上述兩類發生在中亞地區的極端熱浪事件1990-2020年的頻率占比增加主要歸因于溫室氣體外強迫的貢獻，而自然外強迫和人為氣溶膠外強迫的貢獻遠小于溫室氣體外強迫（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確，不僅有助于我們認識北半球高溫熱浪事件的不同特征和變化趨勢，而且更利于我們探討不同特征熱浪事件背后的形成機理。與此同時，新分類方法對于北半球不同類型高溫熱浪事件的監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基金重大項目、國家重點研發計劃項目、中國科學院戰略重點研究計劃和南方海洋科學與工程廣東實驗室(廣州)引進人才團隊重點專項等共同資助。
相關論文信息：
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時間大影響面積復合型事件頻率變化圖。(a, c, e) 觀測和CMIP6模式全強迫下三種事件的頻率占比時間序列。(b, d, f) CMIP6模式全強迫 (ALL)、溫室氣體外強迫 (GHG)、自然外強迫 (NAT) 和人為氣溶膠 (AA) 外強迫下1990-2020年期間三種事件的頻率占比趨勢。
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