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2021年6月底至7月初，一次前所未有的超強熱浪席卷了北美西部，多個城市的氣溫異常超過6月氣候均值約20℃，創下了有史以來高溫事件的新紀錄，其中美國俄勒岡州波特蘭的日最高溫度達到46.7℃，加拿大不列顛哥倫比亞萊頓市的最高溫度高達49.6℃。這樣罕見的極端事件導致超過1000人死亡，嚴重影響人類健康、生態環境及社會生產。隨著全球平均氣溫的持續升高，未來極端氣候事件的發生頻率和強度將會增加。在此背景下，類似2021年夏季北美西部的超強熱浪將如何變化是一項值得探索的科學問題。
盡管當前已有一些研究開展了對此次極端熱浪事件的未來預估，但他們的結論主要基于單一氣候模式或特定增暖情景下的分析。而考慮到單一氣候模式可能存在的偏差以及未來增暖路徑的不確定性，上述研究也許無法完全量化2021年夏季北美西部熱浪的未來變化。針對這一問題，中國科學院大氣物理研究所季風中心王林研究員團隊及合作者采用了CMIP6提供的15個氣候模式的模擬結果，并考慮更多的排放情景和增暖水平，這可以部分克服使用單一模式或特定情景的缺點，為決策者提供更多信息。
本研究利用ERA5再分析資料和偏差訂正后的CMIP6多模式模擬的數據預估了不同排放情景下（SSP1-2.6，SSP2-4.5，SSP5-8.5）類似2021年夏季北美西部超強熱浪的未來變化。結果表明，隨著全球變暖，北美西部經歷類似極端事件的可能性將顯著增加，罕見熱浪也會更頻繁地發生，且伴隨著更高的極端溫度和更短的重現期，特別是在高排放情景下。此外，隨著排放水平的提高，未來在北美西部會有越來越多的地區打破2021年夏季創下的高溫記錄（圖1）。盡管如此，部分落基山脈以西地區的熱浪記錄即使在本世紀末仍難以超越，說明了此次北美西部超強熱浪的特殊性和極端性。
圖1. 在SSP1-2.6（a, d, g），SSP2-4.5（b, e, h），和SSP5-8.5（c, f, i）情景下，2-m溫度異常（相比于1981-2010年氣候平均）在近期2022-2040，中期2041-2060，和長期2081-2100的未來變化。其中，綠點表示在未來時段中打破2021年夏季觀測到的高溫記錄的格點，百分比數表示未來北美西部破紀錄的格點比例，藍色框表示北美西部地區（40°-60°N, 128°-110°W）。
該成果發表在Earth’s Future上，論文第一作者為云南大學地球科學學院董自臻博士（原大氣物理研究所季風中心博士畢業生），該研究受到國家自然科學基金（批準號41925020，42205061，42005057）的資助。
【論文信息】
Dong, Z., Wang, L., Xu, P., Cao, J., & Yang, R. (2023). Heatwaves similar to the unprecedented one in summer 2021 over western North America are projected to become more frequent in a warmer world. Earth's Future, 11, e2022EF003437.https://doi.org/10.1029/2022EF003437
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