2022年2月,中国南方发生了一次严重的复合湿冷事件(CWCE),对交通、电力供应和农业造成重大经济社会影响,被列为当年中国十大自然灾害之一。目前,已有较多研究分别对2022年南方冷事件和强降水事件从大尺度环流和人类活动热力作用角度进行了单独归因,但针对此次湿冷复合事件的整体归因研究仍显不足。深入开展此类研究,不仅有助于揭示湿冷复合事件的发生机理,也有助于科学评估人类活动对复合极端事件的影响程度,为风险管理与应对提供重要科学参考。
大气科学学院李伟副教授指导本科生邹依珂,基于观测数据和CMIP6模式数据,采用基于环流相似性的风险归因框架,量化了大尺度大气环流和气候变化热力学效应对该事件的影响,并进一步利用不同外强迫下的CMIP6模式模拟评估了人为因素的作用。主要结论如下:大气环流异常是本次复合湿冷事件的主导驱动因子,其中北方强盛的西伯利亚高压与南支槽的加强共同构成了此次湿冷复合事件的主要环流背景(图1)。基于环流相似方法分析,与2022年2月相似的环流型对该事件的贡献率约为73%(95%置信区间:71%–76%)(图2)。气候变化的热力学效应则使该复合湿冷事件的发生概率降低了32%(95%置信区间:27%–36%)。进一步基于CMIP6模式的风险归因分析证实,人为强迫显著抑制了复合湿冷事件的发生,使其发生概率降低了21%(95%置信区间:5%–33%)。

图1. 2022年2月大气环流异常场(相对于1991–2020年气候平均态)。 (a) 500 hPa位势高度异常(填色;gpm); (b) 200 hPa位势高度异常(填色;gpm)和纬向风异常(等值线;m/s),其中红色实线表示正异常,蓝色虚线表示负异常; (c) 300 hPa位势高度异常(填色;gpm)和波活动通量(矢量;m²·s⁻²); (d) 700 hPa水汽通量散度异常(填色;10⁻⁵ kg·m⁻²·hPa·s⁻¹)及水汽通量(矢量;kg·m⁻¹·hPa·s⁻¹); (e) 海平面气压异常(填色;hPa)和10 m风场异常(矢量;m·s⁻¹)

图2. 基于环流相似方法构建的2022年2月中国南方类似湿冷事件的大气环流贡献分析。 (a) 复合湿冷指数(CWCEI)、(b) 气温异常(SAT anomaly, ℃)和(c) 降水异常(Pre anomaly, mm/d)的箱须图,分别展示完全随机对照(Control-1)、持续性调整随机对照(Control-M)以及环流相似重构(Analogues)三种情况。 注:原始海平面气压(SLP)、气温(SAT)和降水(Pre)数据在重构前均已进行去趋势处理。红色水平线表示2022年2月观测到的去趋势异常值
本研究针对我国南方一次破纪录的湿冷复合事件,系统开展了动力和热力作用的归因分析,不仅丰富了复合极端事件的相关研究,也为气候变化风险应对决策提供了科学依据。相关成果已发表在国际期刊《Environmental Research Letters》。该研究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”的资助。
论文信息:
Li, W*., Zou, Y. K., Jiang, Z. H., Yang, H., Li, Y. 2026.Attribution of the record-breaking February 2022 compound wet and cold event over Southern China. Environmental Research Letters. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ae6fd1