全球变暖将导致类似2021年夏季北美西部的超强热浪发生得更频繁

2021年6月底至7月初，一次前所未有的超强热浪席卷了北美西部，多个城市的气温异常超过6月气候均值约20℃，创下了有史以来高温事件的新纪录，其中美国俄勒冈州波特兰的日最高温度达到46.7℃，加拿大不列颠哥伦比亚莱顿市的最高温度高达49.6℃。这样罕见的极端事件导致超过1000人死亡，严重影响人类健康、生态环境及社会生产。随着全球平均气温的持续升高，未来极端气候事件的发生频率和强度将会增加。在此背景下，类似2021年夏季北美西部的超强热浪将如何变化是一项值得探索的科学问题。

尽管当前已有一些研究开展了对此次极端热浪事件的未来预估，但他们的结论主要基于单一气候模式或特定增暖情景下的分析。而考虑到单一气候模式可能存在的偏差以及未来增暖路径的不确定性，上述研究也许无法完全量化2021年夏季北美西部热浪的未来变化。针对这一问题，中国科学院大气物理研究所季风中心王林研究员团队及合作者采用了CMIP6提供的15个气候模式的模拟结果，并考虑更多的排放情景和增暖水平，这可以部分克服使用单一模式或特定情景的缺点，为决策者提供更多信息。

本研究利用ERA5再分析资料和偏差订正后的CMIP6多模式模拟的数据预估了不同排放情景下（SSP1-2.6，SSP2-4.5，SSP5-8.5）类似2021年夏季北美西部超强热浪的未来变化。结果表明，随着全球变暖，北美西部经历类似极端事件的可能性将显著增加，罕见热浪也会更频繁地发生，且伴随着更高的极端温度和更短的重现期，特别是在高排放情景下。此外，随着排放水平的提高，未来在北美西部会有越来越多的地区打破2021年夏季创下的高温记录（图1）。尽管如此，部分落基山脉以西地区的热浪记录即使在本世纪末仍难以超越，说明了此次北美西部超强热浪的特殊性和极端性。

图1. 在SSP1-2.6（a, d, g），SSP2-4.5（b, e, h），和SSP5-8.5（c, f, i）情景下，2-m温度异常（相比于1981-2010年气候平均）在近期2022-2040，中期2041-2060，和长期2081-2100的未来变化。其中，绿点表示在未来时段中打破2021年夏季观测到的高温记录的格点，百分比数表示未来北美西部破纪录的格点比例，蓝色框表示北美西部地区（40°-60°N, 128°-110°W）。

该成果发表在Earth’s Future上，论文第一作者为云南大学地球科学学院董自臻博士（原大气物理研究所季风中心博士毕业生），该研究受到国家自然科学基金（批准号41925020，42205061，42005057）的资助。

【论文信息】

Dong, Z., Wang, L., Xu, P., Cao, J., & Yang, R. (2023). Heatwaves similar to the unprecedented one in summer 2021 over western North America are projected to become more frequent in a warmer world. Earth's Future, 11, e2022EF003437.https://doi.org/10.1029/2022EF003437