在全球变暖背景下，气温冷热旋转现象被揭示

中山大学地理科学与规划学院教授刘晓平/罗明团队与中国科学院地理科学与资源研究所研究员裴涛团队合作，首次揭示了全球变暖背景下气温冷热旋转的新现象(即气温在几天内由异常变暖迅速转变为异常变冷，或由异常变冷迅速转变为异常变暖的极端事件)。4月22日，相关成果在网上发表在《自然通信》上(Nature Communications)。

“我们的研究表明，这一现象在世界大多数地区呈现出频率增加、强度增加和旋转加速的严峻趋势;这一趋势将在未来高浓度温室气体排放的情况下进一步加剧，世界人口暴露的风险将翻一番以上，其中低收入国家的人口暴露风险更为严重。”共同通讯作者、共同第一作者罗明告诉《中国科学日报》。

全球气候变化加剧了气候系统的不稳定性。温度、冷热交替的“过山车”变化使社会和生态系统适应和缓冲的时间非常短，其影响可能比单一异常温暖或冷事件更严重。因此，该团队致力于探索这种快速温度旋转现象的变化规律，以提高社会应对极端天气和气候灾害的能力。

研究小组建立了识别和表征极端温度冷热旋转事件的方法体系，综合分析了多套气象观测、再分析和气候模式模拟数据，以确保结果的稳定性。经初步验证，研究小组建立的方法可以有效识别历史上典型的冷热快速旋转案例。

通过对天气系统快速变化的分析，研究小组发现了温度快速旋转的现象，并于2022年开始采取行动。从大量的气象数据中“捕获”温度快速旋转事件是研究中面临的主要问题。为了解决这个问题，团队成员不断完善算法，并使用服务器和其他高性能计算资源。

中山大学地理科学与规划学院博士后吴思佳表示，该研究首次系统地描述了全球陆地温度冷热旋转事件的时空分布特征，发现该事件广泛分布于世界中高纬度地区。自20世纪中期以来，冷热旋转事件的频率、强度和变化都在增加，这一趋势将在未来的高排放情况下进一步加剧。与历史标准阶段(1961~1990年)相比，本世纪末SSP5-8.5高排放场景(2071年)～2100年，世界上此类事件的频率将增加6.73-8.03%，强度将增加7.16~7.32%，旋转时间将增加2.47~3.24%;相应的群体暴露风险将翻倍以上，尤其是低收入国家(全球平均增长率为4.08~6.49倍)。如果不采取有效措施缓解气候问题，人类将面临更频繁、更剧烈的“过山车”极端旋转事件及其叠加影响。

这项研究有助于提高对气候系统复杂性的认识。“在过去，大多数研究都考虑了单一的高温热浪或冷流低温事件，而我们的研究则关注两种极端事件之间的快速旋转。”罗明指出，研究结果对提高人类社会应对极端气候复合风险的能力具有重要意义，相关部门也可以改善早期预警系统，减少农业、能源和公共安全的损失。

接下来，研究小组将进一步探索温度冷热旋转事件的局部和遥相关机制，定量评价其对作物减产、生态不平衡、电力负荷和公共卫生的影响，为制定预防极端天气气候事件的对策提供科学依据。