新疆生地所研究发现：过去四十年中亚干旱区热浪事件在加剧

作者：阿克苏站   更新时间：2023-11-09

随着全球变暖导致地表温度升高，极端气候事件对社会和自然环境的负面影响日益加剧。热浪就是其中之一，它是一种发生在连续高温天气下的气候现象。中亚位于亚欧大陆腹地，是世界上最干旱的地区之一，拥有脆弱的沙漠生态系统和水生态系统。特殊的地理位置与环境条件使中亚容易受到热浪等极端天气事件的影响。然而，目前针对中亚地区开展的热浪特征研究非常有限。同时，由于该区域观测站点的分布不均和气象数据的部分缺失，因此针对常用再分析资料质量的评估相对缺乏，导致近年来中亚地区热浪发生的强度与变化趋势也尚不明晰。

针对以上问题，中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室陈亚宁研究员团队基于气象站点数据和再分析数据集，采用8个热浪特征指标，系统评估了中亚热浪的时空变化特征和变异性，并结合关键生态水文要素探讨了导致该地区热浪加剧的可能机制。

研究结果表明：ERA5-land温度数据在中亚地区的热浪研究中整体表现较好。自20世纪80年代以来，中亚热浪的频率显著增加（0.10次/年）、强度显著增强（0.81℃/年）、持续时间显著延长（0.08天/年），且发生时间显著提前。从空间上看，极端热浪出现最频繁的地区是哈萨克斯坦西北部，其次是乌兹别克斯坦。最高的HWF（所有参与热浪天数的年总和）、HWN（年热浪发生总次数）和HCH（累积热量）值均出现在哈萨克斯坦，分别达到1.18天/年、0.21次/年和1.84℃/年。热浪的加剧与关键水文气象因子密切相关，在中亚西北部，降水量减少和太阳净辐射增加导致该地区土壤水分显著减少，进而加剧了热浪发生强度。研究结果也为未来从生态水文视角理解干旱地区极端热浪的发生机制和强度预测提供了一定的科学依据。

相关成果以“Intensification of heatwaves in Central Asia from 1981 to 2020 -- role of soil moisture reduction”为题发表在Journal of Hydrology，论文第一作者为新疆生地所博士研究生王雪纯，陈亚宁研究员和段伟利研究员为共同通讯作者，合作者包括新疆大学、中山大学、清华大学，以及哈萨克斯坦国家空间研究与技术中心的研究人员。该研究得到国家自然科学基金和中国科学院国际合作项目的支持。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169423013379?dgcid=coauthor#ab010 

图1. 热浪指标的概率分布和幅度统计，包括(a-b)所有参与热浪天数的年总和(HWF)、(c-d)年热浪发生总次数(HWN)、(e-f)所有年热浪的平均长度(HWL)、(g-h)最长年热浪长度(HWD)、(i-j)累积热量(HCH)，以及(k-l)各热浪日与各热浪阈值之间的异常值总和(HAA)

图2. 气候变暖情景下中亚热浪发生过程示意图，包括降水和土壤湿度等关键水文气象要素对热浪过程的影响。图中圈内符号“-”和“+”符号分别代表负向和正向影响