中国复合热湿变化:均一化数据的启示

《Advances in Climate Change Research》:Changes in Compound Heat-Humidity over China: Insights from Homogenized Data

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月05日 来源:Advances in Climate Change Research 5.6

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  全球变暖加剧了复合热湿事件,然而对其历史趋势的评估可能受到湿度记录不均一性和指标依赖性的影响。为检验这些影响,本研究使用ERA5、JRA-3Q、CN05.1和中国均一化格点气候数据集(HCD01),研究了1961–2022年中国夏季复合热湿变化。研究人员评估了

  
全球变暖加剧了复合热湿事件,然而对其历史趋势的评估可能受到湿度记录不均一性和指标依赖性的影响。为检验这些影响,本研究使用ERA5、JRA-3Q、CN05.1和中国均一化格点气候数据集(HCD01),研究了1961–2022年中国夏季复合热湿变化。研究人员评估了不同数据集之间相对湿度(RH)趋势的差异及其对热湿指数的影响,比较了湿球温度(Tw)、简化湿球黑球温度(sWBGT)和等效温度(Te)的空间趋势格局,并分析了夏季复合热湿极端事件(CHHEs),趋势在5%显著性水平上评估。结果表明,湿度记录不均一性导致非均一化数据集中出现显著的RH下降趋势,而HCD01显示每十年0.17%的显著增加。这些偏差传播到热湿指数,导致增势被低估,在东南地区最为明显,仅在HCD01中发现三个热湿指数显著增加趋势。Tw、sWBGT和Te显示出大致一致的空间格局,最大趋势出现在东北地区和青藏高原东北部。使用Te,CHHEs的频率、强度和持续时间在全国范围内均显著增加,分别为每十年0.30次事件、0.31°C和0.66天。最大频率和持续时间趋势集中在新疆南部和藏东南,而最大强度趋势出现在东北北部。区域CHHEs在2001–2022年聚集,其中东北地区强度增加最大,青藏高原东北部频率增加最大。这些发现强调了均一化湿度记录对于准确描述中国CHHEs广泛但区域不均匀的加剧的重要性。
全球变暖背景下,极端高温事件的频率、强度和持续时间均显著增加,导致全球暴露人口持续扩大;同时,增暖引起的大气水汽增加会进一步加剧复合热湿事件。在高温高湿条件下,人体通过出汗的蒸发散热效率显著降低,甚至可能失效,因而即便气温未达极端水平也可能危害健康。中国不同区域的气候条件、人口聚集、城市化和社会经济发展差异显著,复合热湿变化的社会影响并不均匀,因此系统评估其时空演变对制定区域适应策略至关重要。然而,历史复合热湿趋势评估受两个关键因素制约:一是湿度记录不均一性。中国气象观测在2000年前后开始布设自动站,并经历2004–2007年人工到自动观测的全国性转换,造成相对湿度(RH)记录在2003年前后出现陡降、2010年前后回弹等虚假信号。二是指标依赖性。不同热湿指数(如湿球温度(Tw)、简化湿球黑球温度(sWBGT)、等效温度(Te)、热指数(HI))对温度和湿度的权重不同,导致趋势空间格局存在差异。以往研究多基于单一指标且未充分解决RH不均一性,难以提供稳健的复合热湿变化评估。该项研究发表于《Advances in Climate Change Research》,旨在系统评估1961–2022年中国夏季复合热湿变化。

在技术方法上,研究人员使用了ERA5、JRA-3Q、CN05.1以及均一化格点气候数据集HCD01。HCD01的RH分量经过站级均一化,以不直接同化中国地面RH观测的20CRv3和CFSR v2再分析资料为参考序列,识别和调整仪器转换等断点;均一化后的站数据以ERA5-Land为背景场融合为格点场。热湿指数计算方面,Tw
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