近年来，极端高温事件在空间范围、强度、频率和持续时间上显著增加，尤其是在21世纪。例如2022年夏季中国多地遭遇罕见热浪，对社会经济和人民生活造成严重影响。目前，对极端高温机制的研究多集中在东部湿润区（如长江流域），而对内陆干旱区如蒙古高原西南部的研究较为缺乏。该区域地形复杂，受西太平洋副高和南亚高压直接影响较小，其热浪机制可能与东部不同。

本研究基于JRA55逐日再分析资料，通过合成分析方法探究了蒙古高原西南部地区（SWM地区）极端高温事件中的环流特征，以及热力、动力学特征在对流层上、下层中的异同（图1）。SWM地区极端高温事件发生后，整个对流层均出现显著的气温正异常，并在对流层上、下层各出现一个暖异常中心。与之相应，高度场上出现了反气旋式异常，其中心位于对流层上层，并呈现出随高度略向西倾的结构。

热力学诊断结果表明，自由大气与边界层中的温度异常演变机理存在明显的差异。在自由大气中，反气旋环流异常引发的绝热加热主导了气温异常的演变。而在边界层中，反气旋环流异常间接导致的非绝热加热（主要通过长波辐射加热）驱动了增温过程，这与其他地区极端高温事件常以感热加热为主存在明显不同；与反气旋环流异常相关的绝热加热则有助于维持正温度异常。由于自由大气和边界层存在一致的反气旋异常，对流层不同高度上的温度异常呈现出相似的演变特征。

从局地有限振幅波活动（LWA）角度来看，SWM地区的平流层下层/对流层上层与对流层中下层均存在显著的异常大振幅扰动，即正LWA异常中心，但二者的演变机理也存在明显差异。平流层下层/对流层上层正LWA异常的形成与上游区域Rossby波能量的输入有关，而在其成熟阶段，扰动的非线性作用主导了正LWA异常的维持；当其振幅达到峰值时，它又向下游频散Rossby波能量，导致其逐渐衰减。与之不同的是，对流层中下层的正LWA异常的形成以非绝热加热为主导，而Rossby波的传播仅起到次要作用。

这项研究不仅在科学上揭示了SWM地区极端高温的垂直结构与分层机制，还在应用层面为干旱区内陆地区的热浪预测与防灾减灾提供了重要参考。此外，我国不同地区的极端高温事件之间在动力和热力学特征上的异同将是我们今后研究的一个重要内容。                                             

图1 蒙古高原西南部极端热浪事件的（a）环流异常及（b）热力异常形成机制示意图

文章信息：

Zhang J, Shi N, Chen Y (2025) Thermodynamic and dynamic features of summer extreme heat events in the southwestern region of the Mongolian Plateau. Clim Dyn. 63: 434. （https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-025-07917-z#citeas）

相关文章：

Liu W, Shi N, Wang H, Huang Q (2024) Thermodynamic characteristics of extreme heat waves over the middle and lower reaches of the Yangtze River Basin. Clim Dyn 62:3877–3889. https://doi.org/10.1007/s00382-024-07104-6（揭示出我国东部地区夏季极端高温的热力学和动力学特征。）