2023年是此前有气象记录以来全球平均温度最高的年份，在这一背景下全球极端高温频发，其中我国华北地区6月下旬的破纪录高温事件尤为突出。2023年6月22日至24日，华北地区遭遇了自1959年有观测记录以来最强的连续三日高温事件，区域平均日最高气温超过35℃，北京南郊观象台首次连续三日气温突破40℃。此次高温事件导致多地电力供应紧张、中暑病例激增，对公众健康和社会经济造成显著影响。理解这类极端事件发生背后的物理机制是准确预测未来的基础。
近日，中国科学院大气物理研究所地球系统数值模拟与应用全国重点实验室博士生桂可心和周天军研究员在《Earth's Future》发文，对此次破纪录高温事件背后的物理机制进行了讨论。结果表明，异常反气旋环流与土壤湿度-温度耦合的协同放大效应是导致高温极端性加剧的关键原因。
“2023年华北高温事件有两个显著特征：一是强度破纪录，二是发生时间较历史平均提前了近一个月，”本文第一作者桂可心解释，“我们采用‘动力调整’分析方法，发现大气环流异常贡献了高温强度的69.8%，而土壤湿度反馈进一步放大了39.5%”。首先，夏季北大西洋涛动（SNAO）和英国-贝加尔走廊（BBC）遥相关共同激发了华北上空的异常高压系统，其伴随的下沉气流通过绝热增温直接导致高温。其次，2023年春季至初夏华北降水为1979年以来最低，土壤异常干旱削弱了蒸发冷却效应，使更多太阳辐射转化为感热，进一步推高近地表温度。定量估算表明，2023年土壤湿度-温度耦合强度达历史同期4倍，显著放大了高温极端性（图1）。
对于未来华北地区将面临的高温风险，该研究基于CMIP6模式的未来情景分析表明，尽管类似2023年的极端高温事件发生概率将随全球变暖显著增加，但在未来增暖的背景下，华北地区土壤湿度因东亚夏季风降水增强而增加，陆地-大气耦合对高温的放大作用将减弱。
“这一发现具有双重意义，”通讯作者周天军研究员指出，“一方面，气候变暖仍将导致高温频发；另一方面，区域降水格局变化可能部分缓解土壤干旱的反馈效应。未来需在气候风险评估中综合考虑这些非线性相互作用过程。”
该研究量化估算了土壤湿度反馈对华北极端高温事件的贡献，为理解气候变暖背景下极端事件的机制提供了新视角。
中国科学院大气物理研究所博士生桂可心为论文第一作者。该研究得到国家自然科学基金（42588201）等项目资助。
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Gui, K., & Zhou, T. (2025). Soil moisture feedback amplified the earlier onset of the record‐breaking three‐day consecutive heatwave in 2023 in North China. Earth's Future, 13, e2024EF005561. https://doi. org/10.1029/2024EF005561
图1. 2023年华北热浪期间陆气耦合的特征。（a）1981-2023年热浪期间华北地区平均土壤湿度-温度（SM-T）耦合指数时间序列。热浪期间（b）SM-T耦合指数与（c）蒸发比的空间分布。
来源： https://iap.cas.cn/gb/xwdt/kyjz/202508/t20250804_7900703.html | 
发表于 2025-8-4 15:20:17
