中国典型城市群地面热源变化特征及其对复合高温的影响研究获新进展
发表日期:2025-12-15来源：高原大气物理研究室
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城市群作为新型城镇化的主体形态，已成为我国现代化建设的重要载体。全球变暖与城市化的相互交织，进一步加剧了城市群地区所面临的气候风险。作为大气能量直接来源的地面热源，其变化深受城市化进程中陆面特征改变和人类活动的显著影响，尤其在城市（群）这类复合高温事件频发的区域，这些变化对城市宜居性和社会运行产生深远影响。复合高温事件因具有持续性强、能量异常显著等特征，相较于单一高温事件，对经济发展、社会运行与公共健康构成更大威胁。然而，目前对于地面热源与复合高温事件之间的关联机制，仍缺乏系统性认识。
中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室高晓清研究员团队，利用高分辨率的CMA和ERA5再分析数据，研究了我国珠三角、长三角、成渝地区及京津冀地区四个典型城市群的地面热源时空分布与演变特征，对比分析了其区域差异，并深入探讨了地面热源与复合高温事件之间的关联机制。
研究表明，四个城市群的地面热源均呈现“夏强冬弱”的季节性特征，区域分布差异显著。珠三角热源强度最强，但存在局部低值区；长三角热源高值主要沿江分布，大城市热源相对偏低；成渝地区热源高值集中于盆地西部，且波动较大；京津冀地区则表现为“南强北弱”的格局，北部冬季易转为热汇。这些差异反映了地形、气候条件与城市化水平的综合调控作用。
基准期的选择对识别复合高温事件具有关键影响。在气候更为暖化的P2阶段（基准期1991年—2020年），高温阈值因气候变暖而上移，产生了“移动基准期效应”，从而掩盖了复合高温日（CHD）的实际增长趋势。相比之下，年度复合高温强度指标（CHDI）作为衡量强度特征的指标，受基准期调整的影响较小，能够更真实地反映地面热力环境的实际变化。
研究发现，地面热源变化对复合高温事件的发生频率具有显著影响，但其对事件强度的调控作用相对有限。与此同时，地面热源与复合高温事件之间的因果关系表现出明显的时空差异，并且对基准期的选取具有较强的依赖性，进一步说明在极端高温事件的识别与趋势分析中，基准期的选择对因果关系的判断具有重要影响，应在研究中予以充分重视。
该成果以Characteristics of Surface Heat Source Changes in China’s Typical Urban Agglomerations during 1979-2021 and Their Influence on Compound Hot Extremes和《1979–2021年中国典型城市群地面热源变化特征及其对复合高温的影响》为题，发表在国际权威期刊SCIENCE CHINA Earth Sciences和《中国科学：地球科学》。西北研究院博士生周惜荫为论文第一作者，高晓清研究员为论文通讯作者。该研究获得了国家重点基金项目和第二次青藏高原综合科学考察研究资助。
论文链接：http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11430-025-1737-4
http://engine.scichina.com/doi/10.1360/SSTe-2025-0161
1979–2021年中国4个城市群能量变量的季节变化特征。（A） 地面热源；（B） 潜热通量；（C） 感热通量；（D） 地表有效辐射。1：珠江三角洲；2：长江三角洲；3：成渝地区；4：京津冀地区；红色实线为43年月均值
1979–2021年4个城市群地面热源、复合高温天数和年度复合高温强度的年际变化。（A） 珠江三角洲；（B） 长江三角洲；（C） 成渝地区；（D） 京津冀地区。1：基准期1981–2010年；2：基准期1991–2020年
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