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NREE&GRL: 2023年华北破纪录热浪的形成机制和次季节可预报性
一项由中国科学院大气物理研究所王林研究员参与的盘点研究表明，2023年是有器测记录以来最热的一年，全球平均气温比工业革命前（1850-1900）高出1.45℃，世界多地频发极端热浪，给农业、生态系统和人类社会造成了严重影响。
针对2023年6-7月我国华北地区的连续破纪录热浪，肖惠文博士生、徐霈强副研究员与王林研究员深入分析了热浪的形成机制和次季节-季节尺度 （Sub-seasonal to Seasonal，S2S）可预报性。结果表明，华北在2023年6-7月共经历了四次破纪录的极端热浪过程，其中前三次热浪主要影响华北北部地区，由华北上空的异常高压反气旋系统造成的下沉绝热增温引起，而异常高压反气旋的形成可进一步追溯到沿极锋急流传播的英国-贝加尔湖 （British—Baikal corridor，BBC）遥相关；第四次热浪主要影响华北南部地区，由华北上空的异常低压气旋系统产生的焚风效应引起（图1），而异常低压气旋的形成可追溯至沿副热带急流传播的丝绸之路遥相关（Silk Road Pattern，SRP）。进一步对当前10个S2S业务模式的评估表明，几乎所有的模式都能够提前2-5天预报热浪的发生，但均低估了热浪发生的强度；同时，几乎所有模式在提前两周以上预报热浪时均效果较差，这是由于对BBC和SRP遥相关的预报能力不足造成的。
上述两项研究分别发表于Nature Reviews Earth & Environment和Geophysical Research Letters，研究受到国家自然科学基金项目 (U2342212、42375066和42005057) 的资助。
论文信息：
Perkins-Kirkpatrick Sarah*,David Barriopedro,Roshan Ja,Lin Wang,Arpita Mondal,and Renata Libonati,2024: Extreme Terrestrial heat in 2023,Nature Reviews Earth & Environment,https://doi.org/10.1038/s43017-024-00536-y
Xiao Huiwen,Peiqiang Xu*,and Lin Wang*,2024: The unprecedented 2023 North China heatwaves and their S2S predictability,Geophysical Research Letters,51(6),e2023GL107642,https://doi.org/10.1029/2023GL107642
图1. (a) 基于JRA - 55再分析的2023年6-7月的平均2米气温异常 (T2ma) (阴影，单位:°C)。(b) 华北 (114°-121°E,35°-43°N) T2ma (单位:℃) 的时间序列。灰线和蓝线分别表示1958-2022年和2023年。四次热浪事件用红点和灰色背景阴影来突出显示。上下虚线分别代表T2ma的第95和第5个百分位数。(c)-(f) 每次热浪期间的平均T2ma (阴影，单位:°C)。(g)-(j) 200 hPa位势高度异常 (阴影，单位:gpm) 和风场异常 (矢量，单位:m/s)。(k)-(n) 绿色矩形内温度异常 (阴影，单位:°C) 和风场异常 (矢量，单位:m/s) 的高度-经度剖面。垂直速度按100倍比例放大，地形用黑色阴影表示。
