2023年4月和5月，东南亚遭遇了一场百年一遇的极端热浪，中南半岛受灾最为严重，所有国家气温都打破了历史纪录，该地区的日平均最高气温也达到了 1950 年以来的最高水平，导致野火肆虐，并造成水稻大幅减产。智协飞教授团队和新加坡南洋理工大学王靖宇教授团队对此次极端高温事件的时空演变、物理机制、可预报性、重现周期等进行了全面深入的分析。
结果表明，受热带波动影响，中南半岛上空出现异常高压，带来强下沉运动和水汽辐散，从而限制了云的形成，进而使得更多的太阳辐射到达地面，导致地表持续升温。与此同时，这种持续升温加剧了土壤水分的消耗，通过减少蒸发冷却和增加向上的显热使大气增暖。这种陆-气耦合正反馈机制显著加强了本次极端热浪事件的强度。在可预报性方面，欧洲中期天气预报中心在一定程度上能预报出中南半岛上空的异常高压，但由于模式对土壤湿度模拟得不好，未能再现这种强陆-气耦合的正反馈机制，从而严重低估了本次热浪的强度。进一步分析发现，尽管根据温度记录计算得到的本次极端热浪的重现周期是129年，但引发本次强陆-气耦合正反馈的近地表干燥和土壤水分流失的组合却极为罕见，发生概率仅为 0.08%。这进一步突显了本次热浪事件的极端性，以及陆-气耦合正反馈机制在加剧热浪严重性方面的关键作用。
本工作由博士研究生吕阳及其导师智协飞教授，以及新加坡南洋理工大学王靖宇教授等共同完成，近日论文发表在《npj Climate and Atmospheric Science》杂志上。
图1 天气形势分析. a-c4月28日-5月1日（热浪前）、5月4-7日（热浪峰值）和5月9-12日（热浪之后）平均4天Z500（等值线）和Z925（阴影）距平。红框表示CSEA区域，实线和虚线分别表示正距平和负距平。d-f与（a-c）相同，但对于925 hPa的相对湿度（RH）和风（u、v）距平。g-i与（a-c）相同，但在10°N至22°N之间的纵向高度截面上的垂直速度（阴影）和位势高度（等值线）的距平。
图2 陆-气耦合作用。a-c 在4月28日-5月1日（热浪前）、5月4日-7日（热浪峰值）和5月9日-12日（热浪后）期间平均4天的土壤湿度（0-7厘米）距平情况。d-f 与（a-c）相同，但为陆-气耦合强度。
论文信息：
Lyu Y, Wang J, Zhi X, et al. The characterization, mechanism, predictability, and impacts of the unprecedented 2023 Southeast Asia heatwave, npj Climate and Atmospheric Science, 2024, 7:246. DOI: 10.1038/s41612-024-00797-w