「白+黑」複合型極端高溫事件增長因何迅猛?

2020-12-05 中國氣象局

本期嘉賓:中國氣象科學研究院副研究員 陳陽 研究員 翟盤茂

本期觀點:

我國的高溫事件從白天極端高溫型事件向夜晚和複合型極端高溫事件轉變。過去的0.5℃的全球變暖已使東南地區和華北地區的複合型極端高溫事件增加了2-5倍。

人類排放溫室氣體造成的氣候變暖使得複合型極端高溫事件的頻次和強度都將顯著增長,此類事件也將成為未來最常見的極端高溫類型。這有可能導致本世紀末北半球人口暴露度較2010年代水平高4-8倍。

陳陽和翟盤茂通過一系列研究發現,我國的高溫事件從白天極端高溫型事件向夜晚和複合型極端高溫事件轉變。此外,過去的0.5℃的全球變暖已使我東南地區和華北地區的複合型高溫事件增長了2-5倍。研究成果發表在國際前沿期刊《Geopgys. Res. Lett》以及《Earth’s Future》等雜誌上。

宋代楊萬裡的《夏夜追涼》有云:「夜熱依然午熱同,開門小立月明中。」高溫不僅出現在白天,夜晚同樣會出現並且非常值得關注。近幾十年來,夏季極端高溫事件越來越頻繁地發生,這是公眾能夠切身感受到的氣候變化的一種具體體現。其中,高溫在白天-夜間連續出現造成的影響尤為嚴重,夜間高溫的緊隨剝奪了人類社會和自然生態系統的「喘息之機」。

遺憾的是,目前大多數研究採用的將白天高溫和夜間高溫分開考慮的定義方法,使得人們對這類高影響事件的變化規律、變化原因以及未來風險的理解十分匱乏。「白+黑」高溫天氣對人體健康以及活動危害更大。在全球變暖的背景下,這種「白+黑」的高溫天氣發生的頻次和影響將不斷加大。

中國科學院大氣物理研究所、中國氣象科學研究院以及英國愛丁堡大學的合作團隊將夏季期間晝夜溫度均處於當日歷史記錄前10%時就稱之為複合型極端高溫事件,首次針對此類極端事件系統性地開展了長期變化檢測歸因和預估研究,這項研究日前發表在《自然·通訊》上,並被該刊選為研究亮點,國內外數十家媒體進行了報導。

該研究的通訊作者陳陽表示,在人為活動造成的氣候變化影響下,複合型極端高溫事件將顯著增加。到本世紀末,北半球人口暴露於這類事件的頻率或比2010年代高4~8倍。也就是說,在北半球將有越來越多的人口受複合型極端高溫事件影響。

極端高溫本身就是一種災害性天氣,持續的高溫會對人體產生不良的影響。複合型高溫對人體的影響更是「白+黑」雙重危害。在這種情況下,心腦血管疾病、呼吸道疾病等發病率都會上升,因此會危害人類的生命安全。如1995年美國芝加哥發生的熱浪持續了5天,導致約600人中暑致死,最熱的天氣出現在7月12日至7月16日,氣溫飆升創當時歷史新高,其中7月13日106℉(41℃)創下當時的日溫紀錄。2003年致命熱浪席捲歐洲,熱浪導致法國約1.5萬人死亡。這兩個事件都屬於複合型極端高溫事件。

1960年以來北半球平均夏季複合型極端高溫發生頻次顯著增多(1.03天每十年),強度顯著增強(0.28℃每十年),主要是由夏季平均氣溫上升導致的。「我們將高溫事件進一步細分為白天高溫型(白天熱、晚上不熱)、夜間高溫型(白天不熱、晚上熱)以及白天-夜間複合型(白天晚上連續熱)事件。發現北半球大部分陸地區域在過去五六十年間複合型極端高溫事件發生得越來越頻繁並且事件的強度也顯著增強,這也使得複合型極端高溫事件在夏季高溫事件中所佔的比重越來越大。」陳陽解釋道。研究團隊通過集合模式定量歸因發現,造成這種變化的原因主要是人類活動排放的溫室氣體(主要是CO2)的增長所帶來的變暖。這意味著,沒有人類排放溫室氣體的幹預,夏季複合型極端高溫事件的發生次數和強度不可能增長如此之迅猛。在未來時段,基於約束後的預估結果表明,複合型極端高溫事件發生將更為頻繁,其有可能在2030年以後成為北半球最常見的夏季極端高溫類型。

此外,陳陽還解釋了夜晚出現高溫的可能原因。首先,下墊面是非常重要的影響因素。白天乾燥地面積累大量的熱量,在夜晚釋放熱量,從而使夜間的極端高溫變得更有可能。當有利的大尺度環流條件與較強的夜間陸-氣相互作用疊加時,該地區的複合型極端高溫事件增長較快,這也決定了此類事件變化的空間分布差異。

目前,人類活動是導致這類事件增加的主要原因。陳陽表示,如我們不進行任何減排措施,此類事件將隨著變暖近乎單調增長,到本世紀末,四分之三的夏季時段都可能變為白天夜間持續熱的「全天候」極端高溫。這樣的增長速度將會導致北半球暴露於此類高溫事件的人口暴露度增長8倍。這一定量的風險預估提示大眾和決策者應對目前應對高溫的策略進行合理調整,更多關注「白+黑」不間斷式的高溫事件,採取合理的適應措施,且不可忽視緊隨而來的夜間高溫的危害。

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