全球变暖背景下,极端高温干旱复合事件发生的概率变得越来越高。2022年7月下旬至8月,在长江流域中下游地区发生了一次大规模且持续的极端高温干旱复合事件。此次极端高温天气是自1961年以来中国历史上最严重的一次。它具有持续时间长、影响范围广、极端程度明显的特点。受高温影响,四川、湖南、湖北等部分省份受影响作物面积达4.076×106公顷。此次高温干旱事件在这一时期还造成了重庆地区大量的野火,造成的直接经济损失达328亿元。前期研究表明,来自热带地区的次季节波动和来自中高纬度的低频波动对长江流域中下游地区极端高温干旱复合事件的发生起着重要的作用。
我院秦育婧副教授与本科生秦毅和研究生沈逸辰基于WRF模式,利用部分侧边界强迫实验对本次事件进行了模拟。发现在2022年夏季来自温带和热带地区的季节内振荡信号促使长江中下游地区产生极端高温干旱复合事件。如图1a所示,在事件初期研究区域对流层上层北侧由异常低压所控制,随着时间的推移逐渐转换为异常高压,异常反气旋不断的从研究区域北侧输送波能量,对研究区域北侧边界造成影响。同理,从图1b可以看出对流层下层的反气旋式异常环流持续对研究区域东南侧造成影响,波能量从东南侧输入研究区域。基于上述结果,文章设计了三个数值实验探讨了季节内振荡信号在本次事件中的影响机制。由图2可见,仅去除北侧边界的季节内振荡信号实验中,北部区域温度下降范围较大,在仅去除东南侧边界的季节内振荡信号实验中,东南部区域温度下降范围较大,当北侧边界的和东南侧边界的季节内振荡信号同时去除时,整个区域内都发生温度下降,且三个实验中最高温度整个时期较控制实验都发生下降。这证明季节内振荡信号在本次事件中起着重要的作用。
论文信息:
Qin, Y.; Qin, Y.; Shen, Y.; Li, Y.; Xiang, B. Numerical Study on the Effects of Intraseasonal Oscillations for a Persistent Drought and Hot Event in South China Summer 2022. Remote Sens. 2023, 15, 892. https://doi.org/10.3390/rs15040892
图1 P1-P5时期在200 hPa的 (a) T-N波通量(矢量;)和位势高度异常(阴影;)。P1-P5时期在800hPa的 (b) T-N波通量(矢量;)、位势高度异常(阴影;)和水平风异常(流线;)。红框表示研究区域,即长江中下游地区。
图2 (a-c) 控制实验(蓝线;℃)和敏感性实验(红线;℃)之间的面积平均最大温度比较。(d-f)敏感性实验相比于控制实验的平均最大温度(阴影;℃)的差异。斜线覆盖的结果表明,该区域通过了0.05的显著性检验。