科研進展
中國典型城市群地面熱源變化特征及其對復合高溫的影響研究獲新進展
城市群作為新型城鎮(zhèn)化的主體形態(tài)，已成為我國現代化建設的重要載體。全球變暖與城市化的相互交織，進一步加劇了城市群地區(qū)所面臨的氣候風險。作為大氣能量直接來源的地面熱源，其變化深受城市化進程中陸面特征改變和人類活動的顯著影響，尤其在城市（群）這類復合高溫事件頻發(fā)的區(qū)域，這些變化對城市宜居性和社會運行產生深遠影響。復合高溫事件因具有持續(xù)性強、能量異常顯著等特征，相較于單一高溫事件，對經濟發(fā)展、社會運行與公共健康構成更大威脅。然而，目前對于地面熱源與復合高溫事件之間的關聯(lián)機制，仍缺乏系統(tǒng)性認識。
中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學與凍土工程全國重點實驗室高曉清研究員團隊，利用高分辨率的CMA和ERA5再分析數據，研究了我國珠三角、長三角、成渝地區(qū)及京津冀地區(qū)四個典型城市群的地面熱源時空分布與演變特征，對比分析了其區(qū)域差異，并深入探討了地面熱源與復合高溫事件之間的關聯(lián)機制。
研究表明，四個城市群的地面熱源均呈現“夏強冬弱”的季節(jié)性特征，區(qū)域分布差異顯著。珠三角熱源強度最強，但存在局部低值區(qū)；長三角熱源高值主要沿江分布，大城市熱源相對偏低；成渝地區(qū)熱源高值集中于盆地西部，且波動較大；京津冀地區(qū)則表現為“南強北弱”的格局，北部冬季易轉為熱匯。這些差異反映了地形、氣候條件與城市化水平的綜合調控作用。
基準期的選擇對識別復合高溫事件具有關鍵影響。在氣候更為暖化的P2階段（基準期1991年—2020年），高溫閾值因氣候變暖而上移，產生了“移動基準期效應”，從而掩蓋了復合高溫日（CHD）的實際增長趨勢。相比之下，年度復合高溫強度指標（CHDI）作為衡量強度特征的指標，受基準期調整的影響較小，能夠更真實地反映地面熱力環(huán)境的實際變化。
研究發(fā)現，地面熱源變化對復合高溫事件的發(fā)生頻率具有顯著影響，但其對事件強度的調控作用相對有限。與此同時，地面熱源與復合高溫事件之間的因果關系表現出明顯的時空差異，并且對基準期的選取具有較強的依賴性，進一步說明在極端高溫事件的識別與趨勢分析中，基準期的選擇對因果關系的判斷具有重要影響，應在研究中予以充分重視。
該成果以Characteristics of Surface Heat Source Changes in China’s Typical Urban Agglomerations during 1979-2021 and Their Influence on Compound Hot Extremes和《1979–2021年中國典型城市群地面熱源變化特征及其對復合高溫的影響》為題，發(fā)表在國際權威期刊SCIENCE CHINA Earth Sciences和《中國科學：地球科學》。西北研究院博士生周惜蔭為論文第一作者，高曉清研究員為論文通訊作者。該研究獲得了國家重點基金項目和第二次青藏高原綜合科學考察研究資助。
論文鏈接：http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11430-025-1737-4
??????????http://engine.scichina.com/doi/10.1360/SSTe-2025-0161
1979–2021年中國4個城市群能量變量的季節(jié)變化特征。（A） 地面熱源；（B） 潛熱通量；（C） 感熱通量；（D） 地表有效輻射。1：珠江三角洲；2：長江三角洲；3：成渝地區(qū)；4：京津冀地區(qū)；紅色實線為43年月均值
1979–2021年4個城市群地面熱源、復合高溫天數和年度復合高溫強度的年際變化。（A） 珠江三角洲；（B） 長江三角洲；（C） 成渝地區(qū)；（D） 京津冀地區(qū)。1：基準期1981–2010年；2：基準期1991–2020年
