在全球变暖背景下，复合型极端天气气候事件频发。东北地区作为我国重要的粮仓，复合型高温干旱事件的发生常带来重大的灾害，对当地的粮食产量有重要影响。本研究基于“联合变量法”定义了一个复合型高温干旱指数，利用该指数，结合“年际增量法”研究影响东北地区夏季复合型高温干旱事件年际变化的影响因子，进一步利用前期因子对东北复合型高温干旱事件预测。
研究结果表明，当东北地区发生复合型高温干旱事件时，大气环流表现为极地-欧亚遥相关型波列（POL波列）和太平洋-日本遥相关型波列（PJ波列）异常（图1）。进一步研究表明，2月拉尼娜型海温异常、3月巴伦支海海冰负异常、4月欧亚大陆土壤湿度正异常均可激发不同的波列，导致东北地区局地环流异常。在拉尼娜型海温衰减年的2月-8月，印度洋赤道地区的冷海温异常逐渐东移至西太平洋，冷海温异常减弱海洋性大陆地区的对流活动，可以激发异常的PJ波列，影响东北地区环流。3月巴伦支海海冰负异常的信号可以储存到夏季，通过陆面过程和冰气相互作用激发异常的POL波列，影响东北地区环流。4月，西伯利亚西北部的土壤湿度呈现正异常，受欧亚大陆上空准定常的波列的影响，4-5月西伯利亚西北部地区为暖湿异常。5月西伯利亚西北部蒸发降温增强，导致该区域地表温度在6月为冷异常，大气环流异常在夏季发生反转，并呈现POL遥相关波列异常，影响东北局地环流。上述三个影响因子均是独立的。
利用上述三个影响因子，进一步构建了物理-经验统计预测模型，该模型的结果与观测相关系数高，均方根误差低，交叉检验和独立样本回报结果均较好。表明利用上述三个影响因子构建的预测模型对东北夏季复合型高温干旱事件具有很好的预测能力（图2）。
图1. 东北夏季复合型高温干旱事件对应的环流异常（a）200 hPa风场，（b）500 hPa位势高度场，（c）850 hPa风场，（d）500 hPa垂直速度场，（e）850 hPa散度场，（f）地表温度场.
图2. 1999-2018观测和回报的（a）DPI时间序列，（b）PINEC时间序列
论文信息：
Li, H. X., Sun, B., H. J. Wang, B. T. Zhou, and M. K. Duan. 2022. Mechanisms and physical-empirical prediction model of concurrent heatwaves and droughts in July–August over northeastern China. Journal of Hydrology, 614, 128535.