随着全球变暖持续加剧，极端高温和干旱事件在未来可能变得更加频繁且持续时间更长，尤其在区域尺度上，二者叠加形成的复合干热事件，可能对生态系统和人类社会造成更加严重的影响。然而，目前不同气候模式对极端事件的模拟结果仍存在较大差异，未来趋势预估存在明显不确定性，这给科学风险评估和防灾决策带来了挑战。

近期，大气科学学院气候变化与区域响应团队硕士研究生袁影、周波涛教授、孙巧红教授、谢文欣博士后采用分层涌现约束框架，利用观测到的历史气候特征对未来极端事件变化进行约束，有效降低了模式预估的不确定性。该研究结合观测数据及CMIP6多模式数据，发现高温、干旱及复合干热事件在历史时期的发生频次和最长持续时间的变化趋势与未来至21世纪中末期的变化之间存在显著的模式相关性。基于这一关系，研究进一步对中国及其十大流域未来极端事件的频次和持续时间进行了约束预估，从而显著提升了预估结果的可靠性。

研究结果表明，我国高温和复合干热事件的发生频次及持续时间普遍呈显著增加趋势，而干旱事件的增加主要集中在西北、黄河和松花江流域。现有的模式普遍低估了这一变化幅度。以干热事件为例，通过涌现约束方法校正后，在SSP5-8.5情景下，到本世纪末期，约束后的频次和持续时间较未约束的模拟结果分别增加约7.9天和1.1天，表明我国未来的干热事件将比此前预期更加频繁和持久。进一步分析显示，与基准期（1961–1990年）相比，在低排放情景SSP1-2.6下，到21世纪中期和末期，三类极端事件的频次和持续时间将分别增加超过14.5天和2.6天；在中排放情景SSP2-4.5下，增幅进一步扩大，分别达到17.8天和3.1天；而在高排放情景SSP5-8.5下，增幅最为显著，分别超过20.3天和3.6天。同时，在不同排放情景下，全国及各流域的不确定性平均降低约20%，显著提升了预估的可靠性。研究还指出，西南流域是未来极端事件变化最剧烈的地区之一，该地区水资源系统脆弱且农业人口密集，极端事件的大幅增加将导致区域性水资源短缺、农业减产及居民健康风险激增等严峻局面。相关研究已发表于《Advances in Climate Change Research》。

图1 SSP5-8.5情景下中国地区高温、干旱及复合干热事件在21世纪中期（2031–2060年）和末期（2071–2100年）的约束预估结果，（a-c）代表发生频次，（d-f）代表最长持续时间。黑色实线及灰色阴影分别表示观测到的历史趋势及其90%不确定性范围。右侧误差条和点分别表示未约束结果（虚线）和约束后结果（实线）的90%不确定性范围及其均值

图2 SSP5-8.5情景下，中国十大流域到21世纪中期（2031–2060年）和末期（2071–2100年）高温、干旱及复合干热事件发生频次的约束结果。（a, d, g）分别表示高温、干旱和复合干热事件发生频次在约束前与约束后的均值及其不确定性范围；（b, e, h）为覆盖率；（c, f, i）为偏差比（定义为无约束的偏差与约束后偏差之比）

文章信息: 

Yuan, Y., Sun, Q. H., Zhou, B. T., & Xie, W. X., (2025). More prolonged hot, dry, and compound dry–hot events in China than expected based on observation-constrained projections. Advances in Climate Change Research, 2025, 16: 1206–1217. https://doi.org/10.1016/j.accre.2025.09.008.