近日，水文院袁星教授团队马凤博士在地学一流期刊《Geophysical Research Letters》发表欧洲热浪事件归因及未来预估研究成果。该研究为深入理解气候变化背景下极端事件的变化及其归因提供了重要参考。论文第一作者为马凤博士，通讯作者为袁星教授。
全球变暖背景下，如何应对复杂的气候系统和极端天气事件是近年的研究热点。厘清人为和自然气候变化对极端事件的影响，合理预估未来极端事件的变化，对应对气候变化有着重要意义。2019年6月至7月，欧洲中西部地区经历了1950年以来最为严重的高温热浪事件，造成了巨大的社会影响和经济损失，该极端事件是偶然事件还是气候变化背景下的必然结果，受到了政府和媒体的广泛关注。
我校马凤博士等采用EHF热浪指数，考虑热浪对人类健康的影响，描述了2019欧洲热浪事件发生频率、历时和强度等的时空演变特征。随后，从人为气候变化和自然变率两方面系统归因了该极端高温的发生机制。该研究利用新一代（第六次）耦合模式比较计划（CMIP6）中全球气候模式在自然和人为强迫下的模拟结果，结合非平稳极值分布理论（non-stationary GEV）和分部归因风险框架（FAR），定量分离了人为气候变化对此次极端高温事件的贡献。在可持续路径（SSP126）、中间路径（SSP245）和化石燃料为主的发展路径（SSP585）等共享社会经济路径情景下，科学评估了未来此类极端事件发生频率和强度的变化，并将其与上一代耦合模式比较计划CMIP5结果进行了对比。
研究发现，该极端高温事件在历史气候状态下的重现期为283年一遇，其中人为气候变化使该事件发生的频率增加了7倍，1980年之后甚至将近23倍，人类活动的贡献率达到86%以上。除人为气候变化影响外，气候自然变率（如区域北部高压异常、北大西洋和地中海海温正异常）和陆气耦合作用（前期干旱）均对该事件的发生有所贡献。该类事件在未来不同气候变化情景下发生将更加频繁，重现期近乎2-7年一遇。与CMIP6结果相比，尽管CMIP5气温模拟呈现出不明显的冷偏差，其归因和未来预估结果与CMIP6结论基本一致。
图1. 欧洲中西部2019高温热浪重现期（a）；历史时间序列（b）；不同时间周期内自然强迫和所有强迫情景下PDF
图2. 未来不同共享社会经济路径情景下3天最高平均气温异常及其概率变化
论文信息：
Feng Ma, Xing Yuan*, Yang Jiao, Peng Ji. Unprecedented Europe heat in June‐July 2019: Risk in the historical and future context. Geophysical Research Letters, https://doi.org/10.1029/2020GL087809.