JMR:全球暖干复合事件频率变化的约束预估:直接和间接约束的对比

作者:刘芯蕊、李伟 发布时间:2026-05-18 浏览量:10

同时发生的干旱和极端高温通常被称为暖干复合事件(Compound hot and dry events,CHDEs),其影响往往超过单一高温或干旱事件,对生态系统和社会经济以及公共卫生等构成了重大威胁。全球气候模式已被广泛地应用于暖干复合事件的研究中,但由于气候系统本身的不确定性和气候变量的相互作用,以及模式对复合事件的关键物理过程模拟能力有限,模式对复合事件的模拟仍然存在不足,使得预估结果存在很大的不确定性。因此,研究全球变暖下CHDEs频率变化,降低预估不确定性,不仅为气候适应性政策提供科学支撑,更对农业防灾减灾、能源系统风险建设等领域意义重大。

李伟副教授指导硕士研究生刘芯蕊基于观测数据和CMIP6模式数据,对比了间接和直接约束两种方法对CHDEs频率约束预估的效果。结果表明,到21世纪末期,全球大部分陆地CHDEs频率显著增加,增幅较大的区域主要在北美、南美和欧洲,而亚洲东部南部增加幅度较小。基于Copula的贡献分解技术发现,温度增加是CHDEs频率增加的主要驱动因素,而降水变化的空间差异导致了CHDEs频率的区域性变化,并且未来CDHEs频率变化的模式间不确定性贡献主要来自因降水变化而引起的CHDEs频率变化。基于全球增暖幅度约束的间接约束可使得大部分区域CHDEs预估不确定性明显降低,不确定性范围减少最大的区域在SSP5-8.5(SSP2-4.5)情境下可达37.4%(25.4%)。在基于构建历史阶段降水趋势与未来CHDEs频率变化关系的直接约束下,不确定性范围减少最大区域在SSP5-8.5(SSP2-4.5)情境下可达15.99%(14.87%)。间接约束不仅对全球区域具有普适性,且对不确定性的减少较直接约束也更为明显。

本研究针对不同区域导致复合极端事件模式不确定定性的来源,发展相应的涌现约束方案,增强了预估结果的可靠性,为气候变化政策的制定提供了更精确的科学证据。研究结果已发表在Journal of Meteorological Research。该项目得到国家重点研发计划项目“长江流域复合型气候极端事件影响机理与风险预估”支持。

图1 两种排放情景下未来CHDEs频率相对变化(%)的比较:原始预估(红色柱)与间接约束预估(蓝色柱)(a)SSP2-4.5和(b)SSP5-8.5。左侧表示多集合均值下的CHDEs频率预测变化(%),右侧表示模式间扩展范围(%;5%与95%分位数之差)

论文信息:

Liu, X. R., W. Li*, Z. F. Tang, et al., 2026: Constrained projection of the frequency of compound hot and dryevents across global land areas.J.Meteor.Res., 40(2), 326–340, https://doi.org/10.1007/s13351-026-5166-x.