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npjCAS:华南为何又热又“闷”?——深度学习揭示副高异常与阻塞高压的共振机制
作者:郝鑫               发布时间:2026/01/30 11:29:52       浏览量:       来源:大气科学学院

南京信息工程大学气候系统预测与变化应对全国重点实验室王会军院士团队系统揭示了近年来华南极端湿热不适日(EHDDs)频繁爆发的关键动力过程。相关成果近日发表于npj Climate and Atmospheric Science,论文题为《Mechanisms behind the rapid rise of extreme heat discomfort days in South China》,实验室成员郝鑫副教授为第一作者,合作者包括实验室主任王会军院士、副主任周波涛教授和环境科学与工程学院的李建东副教授。

EHDDs显著增加,“热到窒息”正在成为常态

研究显示,自2000年以来,华南EHDDs频率及影响范围均快速扩大,标志着人体热胁迫水平明显上升。通过卷积神经网络(CNN)模型识别的高影响环流型(EDCPs)显示,92%的EHDDs可被典型的异常环流准确捕捉,其特征为:西北太平洋副热带高压(WNPSH)异常西伸北跳,在华南上空形成持续稳定的反气旋异常,导致气温升高、通风受限、水汽富集与相对湿度飙升,从而引发人体强烈热不适感(图1)。

为提升模型可解释性,研究团队引入逐层相关传播(LRP)技术,揭示CNN模型聚焦的关键区域包括副高核心区与阻塞高压区。研究进一步发现,自21世纪初以来,中纬度阻塞高压的活动频率与强度显著增强,与EDCPs的年际变化高度一致(r = 0.6),对华南极端湿热不适日(EHDDs)的爆发起到了协同放大的作用。这一变化与北极海冰减少、热带-中纬度相互作用增强密切相关,是典型的气候系统遥相关过程驱动的区域极端湿热事件响应。

图1. a 每日“极端热不舒适网格数”与“预测的EDCP概率”的联合分布。填色为对数尺度(log10),表示各分箱中的天数;单个日期以点表示。竖直虚线标出定义区域性EHDD的30%阈值。b 在不同EHDD受影响网格数水平下,被判为EDCP的日数占比。c 区域EHDD频次(灰线)与EDCP频次的时间序列, EDCP频次在早期(1979–1999;浅橙虚线)与后期(2000–2023;橙色虚线)的线性趋势(天/年)。d、e EDCP日(d)与非EDCP日(e)的环流要素合成距平图。f–i 逐层相关传播(LRP)合成图,突出CNN预测的EDCP与非EDCP事件中对判别最相关的输入区域。在 d 与 e 中,点状区域表示在95%置信水平(双侧 Student’s t 检验)下不显著的变化;灰色等值线表示5870 m位势高度。

原文信息

Hao, X., Wang, H., Zhou, B., Li, J.* Mechanisms behind the rapid rise of extreme heat discomfort days in South China. npj Climate and Atmospheric Science (2025). DOI: 10.1038/s41612-025-00347-7