近日,我校杨元建教授团队在中国夏季时空连续高温热浪事件的三维时空传播特征及其机制研究取得新进展,相关成果以题为“The 3D evolution of spatiotemporally contiguous summer heatwaves in China: tracks and underlying mechanism associated with compound typhoons and high-pressure systems”的学术论文,发表于地学国际权威期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》。该研究由我校硕士研究生程敏婕为第一作者,杨元建教授为通讯作者,论文合作者包括团队成员宁贵财教授、赖扬晨副教授、研究生邢嘉艺以及我校赵天良教授、河北气象服务中心的周爽高级工程师和意大利国家研究理事会环境分析方法研究所的Simone Lolli教授。
在全球变暖背景下,全球平均地表温度持续上升,导致热浪的频率、强度、持续时间和影响范围显著增加,对人类健康、经济系统和自然生态系统构成了严重威胁。尽管已有研究通过CC3D等算法识别热浪的三维特征并分析其长期趋势和气候归因,但夏季时空连续热浪的三维传播机制仍不清楚。此外,当前研究主要关注单一天气系统(如高压系统)对热浪的影响机制,而较少关注多种天气系统或台风移动路径的调节作用。因此,从多种天气系统协同效应(如高压系统和具有不同移动路径的台风)的角度出发,揭示中国夏季时空连续高温热浪事件的三维传播特征及机制,对于提高高温热浪的预报水平和制定应对策略具有重要的科学意义和应用价值。
研究团队客观地追踪了1979—2022年中国夏季时空连续高温事件的三维演变,并深入研究了热浪的强度、持续时间和影响面积等特征。研究发现,与向西移动台风相关的热浪大多持续时间长、影响范围大,而与向东北移动台风相关的热浪则持续时间短、强度低、影响范围小。结果表明,高压系统通过增强地表加热和下沉增温影响区域热浪的触发和维持,而台风路径则可以调节区域热浪的消退。受强大内陆高压系统南侧东风气流引导而向西移动的台风,可以使高压系统缓慢向东撤退。这种相互作用导致区域热浪持续时间长、受影响范围大。相比之下,向东北方向移动的台风会迅速切断较弱的内陆高压系统,随后分裂的高压系统反过来又促进了台风的东北向移动,从而导致区域热浪强度低、持续时间短、受影响范围小。该研究工作系统地揭示了内陆高压系统与台风路径之间的相互作用,为提高时空连续高温热浪三维演变的预警和预测能力提供了新的视角。
本项目得到了国家自然基金委面上项目、优秀青年基金项目以及江苏省重点引才计划项目联合资助。

(a)两种台风路径的示意图。红色箭头表示向东北方向移动的台风路径,蓝色箭头表示向西移动的台风路径
(b)与这两种台风路径相关的区域热浪数量

与台风路径和高压系统相关的区域热浪事件的物理机制示意图
论文链接:https://doi.org/10.1029/2025JD044719。