2013年和2022年中国东部极端高温事件成因：基于气候反馈-响应视角的见解

Miller

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原创  吴清源、李清泉等  国家气候中心气候研究开放实验室   2025年08月12日

2013年和2022年8月，中国东部发生了两次严重的极端高温事件，给当地农业、水资源、生态系统和人类健康带来巨大影响。然而，导致这些极端高温事件的物理机制，尤其是不同物理过程对高温事件形成的相对贡献，尚缺乏系统认识。

本研究采用气候反馈-响应分析方法（CFRAM-A），针对2013年和2022年8月中国中东部地区发生的两次典型极端高温事件开展对比分析，揭示了高温过程中多个外部强迫和内部过程的相对贡献，并明确了造成上述高温事件的共性驱动因素和差异性驱动因素。相关成果已发表于国际期刊《Journal of Climate》。

研究发现，在两次极端高温事件期间，云、气溶胶和大气动力过程的变化共同驱动了我国东部温度上升，而地表过程则整体抑制增温（图1）。具体来看，云量减少通过短波辐射效应，在两次高温事件中均产生了最强的增温作用（图2）。水汽异常对两次高温事件的影响存在显著差异：2013年事件中，水汽异常偏少，通过长波辐射效应产生较强的冷却作用（-0.6K）；而在2022年事件期间，区域整体水汽异常偏多，导致中东部显著增温（1K）。从气溶胶的相对贡献来看，与2013年相比，2022年高温事件中气溶胶的显著降低导致了更强的增温效应（1.9K）。此外，大气动力过程对两次极端高温事件均产生明显增温作用，但其影响机制有所不用：2013年主要依靠水平平流和绝热过程；而2022年则由绝热和非绝热增温过程共同驱动。基于CFRAM - A方法的定量分析，上述结果系统揭示了我国东部两次典型极端高温事件的形成机制，为深入理解其物理过程提供了重要科学依据。

图1 （a，b）水汽、（c，d）云、（e，f）气溶胶、（g，h）地表过程和（i，j）大气动力过程异常所引起的温度变化（单位：K）空间分布；（k，l）CFRAM-A得到的不同过程相关的温度变化的总和。左列和右列分别表示2013年和2022年中国东部极端高温事件。

图2 不同反馈过程对（a）2013年和（b）2022年极端高温事件关键区地表温度异常的相对贡献。“SR”、“AL”、“WV”、“O3”、“CO2”、“CH4”、“CLD”、“AER”、“SURF”、“ATMD”和“SUM”分别代表太阳辐射、反照率、水汽、臭氧、二氧化碳、甲烷、云、气溶胶、地表过程、大气动力和所有过程的总和。子图给出了与黑碳（BC）、有机碳（OC）、硫酸盐（SULF）、海盐（SEAS）和沙尘（DUST）气溶胶相关的贡献。

该研究由中国气象科学研究院吴清源、国家气候中心气候研究开放实验室李清泉研究员、中山大学大气科学学院张团团副教授等合作完成，得到国家自然科学基金 (U2242207、42305018)和国家重点研发计划(2022YFE0136000、2023YFF0805104）等项目的共同资助。

【引文信息】
Wu QY, Li QQ, Zhang TT, Sun XT, Yang S, Hu XM. Quantitative Attribution of 2013 and 2022 Extremely Hot Events in China: Insights from a Climate Feedback–Response Perspective. Journal of Climate, 2025, 38(17), 4331-4349. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-24-0421.1 .