科研進(jìn)展
中國典型城市群地面熱源變化特征及其對復(fù)合高溫的影響研究獲新進(jìn)展
城市群作為新型城鎮(zhèn)化的主體形態(tài)，已成為我國現(xiàn)代化建設(shè)的重要載體。全球變暖與城市化的相互交織，進(jìn)一步加劇了城市群地區(qū)所面臨的氣候風(fēng)險(xiǎn)。作為大氣能量直接來源的地面熱源，其變化深受城市化進(jìn)程中陸面特征改變和人類活動的顯著影響，尤其在城市（群）這類復(fù)合高溫事件頻發(fā)的區(qū)域，這些變化對城市宜居性和社會運(yùn)行產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。復(fù)合高溫事件因具有持續(xù)性強(qiáng)、能量異常顯著等特征，相較于單一高溫事件，對經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會運(yùn)行與公共健康構(gòu)成更大威脅。然而，目前對于地面熱源與復(fù)合高溫事件之間的關(guān)聯(lián)機(jī)制，仍缺乏系統(tǒng)性認(rèn)識。
中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)與凍土工程全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高曉清研究員團(tuán)隊(duì)，利用高分辨率的CMA和ERA5再分析數(shù)據(jù)，研究了我國珠三角、長三角、成渝地區(qū)及京津冀地區(qū)四個(gè)典型城市群的地面熱源時(shí)空分布與演變特征，對比分析了其區(qū)域差異，并深入探討了地面熱源與復(fù)合高溫事件之間的關(guān)聯(lián)機(jī)制。
研究表明，四個(gè)城市群的地面熱源均呈現(xiàn)“夏強(qiáng)冬弱”的季節(jié)性特征，區(qū)域分布差異顯著。珠三角熱源強(qiáng)度最強(qiáng)，但存在局部低值區(qū)；長三角熱源高值主要沿江分布，大城市熱源相對偏低；成渝地區(qū)熱源高值集中于盆地西部，且波動較大；京津冀地區(qū)則表現(xiàn)為“南強(qiáng)北弱”的格局，北部冬季易轉(zhuǎn)為熱匯。這些差異反映了地形、氣候條件與城市化水平的綜合調(diào)控作用。
基準(zhǔn)期的選擇對識別復(fù)合高溫事件具有關(guān)鍵影響。在氣候更為暖化的P2階段（基準(zhǔn)期1991年—2020年），高溫閾值因氣候變暖而上移，產(chǎn)生了“移動基準(zhǔn)期效應(yīng)”，從而掩蓋了復(fù)合高溫日（CHD）的實(shí)際增長趨勢。相比之下，年度復(fù)合高溫強(qiáng)度指標(biāo)（CHDI）作為衡量強(qiáng)度特征的指標(biāo)，受基準(zhǔn)期調(diào)整的影響較小，能夠更真實(shí)地反映地面熱力環(huán)境的實(shí)際變化。
研究發(fā)現(xiàn)，地面熱源變化對復(fù)合高溫事件的發(fā)生頻率具有顯著影響，但其對事件強(qiáng)度的調(diào)控作用相對有限。與此同時(shí)，地面熱源與復(fù)合高溫事件之間的因果關(guān)系表現(xiàn)出明顯的時(shí)空差異，并且對基準(zhǔn)期的選取具有較強(qiáng)的依賴性，進(jìn)一步說明在極端高溫事件的識別與趨勢分析中，基準(zhǔn)期的選擇對因果關(guān)系的判斷具有重要影響，應(yīng)在研究中予以充分重視。
該成果以Characteristics of Surface Heat Source Changes in China’s Typical Urban Agglomerations during 1979-2021 and Their Influence on Compound Hot Extremes和《1979–2021年中國典型城市群地面熱源變化特征及其對復(fù)合高溫的影響》為題，發(fā)表在國際權(quán)威期刊SCIENCE CHINA Earth Sciences和《中國科學(xué)：地球科學(xué)》。西北研究院博士生周惜蔭為論文第一作者，高曉清研究員為論文通訊作者。該研究獲得了國家重點(diǎn)基金項(xiàng)目和第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究資助。
論文鏈接：http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11430-025-1737-4
??????????http://engine.scichina.com/doi/10.1360/SSTe-2025-0161
1979–2021年中國4個(gè)城市群能量變量的季節(jié)變化特征。（A） 地面熱源；（B） 潛熱通量；（C） 感熱通量；（D） 地表有效輻射。1：珠江三角洲；2：長江三角洲；3：成渝地區(qū)；4：京津冀地區(qū)；紅色實(shí)線為43年月均值
1979–2021年4個(gè)城市群地面熱源、復(fù)合高溫天數(shù)和年度復(fù)合高溫強(qiáng)度的年際變化。（A） 珠江三角洲；（B） 長江三角洲；（C） 成渝地區(qū)；（D） 京津冀地區(qū)。1：基準(zhǔn)期1981–2010年；2：基準(zhǔn)期1991–2020年
