高溫熱浪是中國最主要的極端氣候事件之一，對人類和自然生態(tài)系統(tǒng)有重要的影響。例如， 2003年夏，中國南方經(jīng)歷了創(chuàng)歷史記錄的熱浪。2006年和2007年夏，中國許多地區(qū)再次遭遇高溫熱浪的侵襲。2010年，中國極端高溫事件發(fā)生的頻率、強度和范圍都屬歷史罕見。這些極端高溫事件對人民的生存和生活，能量和水資源的供需社會、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等都造成了重大損害。以往的研究認為中國高溫熱浪主要受大尺度環(huán)流異常、海表面溫度異常、全球變暖和城市化的影響。對陸地表面尤其是土壤濕度狀況對高溫熱浪的影響缺乏認識。

由中國科學院大氣物理研究所張井勇研究員課題組撰寫的《陸-氣耦合增加中國的高溫熱浪》一文初步回答了這一問題，該文發(fā)表在《科學通報》2011年56卷第23期上。他們利用兩個長期的數(shù)值模擬試驗分離出土壤濕度-大氣相互作用對中國夏季高溫熱浪的影響。

研究結(jié)果表明，土壤的濕度狀況對中國的高溫熱浪產(chǎn)生重要影響。在中國東部與西南的大部分地區(qū)，30%-70%的高溫日數(shù)與熱浪次數(shù)由土壤濕度-大氣相互作用引起。在西北地區(qū)，高溫熱浪受到土壤濕度狀況的影響相對有限。高溫熱浪受到的影響程度主要取決于表面的能量交換對土壤濕度的敏感性。在東部和西南地區(qū)，表面的熱通量受到土壤濕度的影響普遍較大，而在干旱的西北地區(qū)，由于土壤濕度量值和變化小，引起的熱通量和高溫熱浪的變化也相應(yīng)地較小。

目前我們對預(yù)測極端氣候事件的能力非常有限。由于土壤濕度是氣候系統(tǒng)中的一個重要的慢變分量，對氣候異常具有記憶功能。因此，這一研究可能會對改進中國高溫熱浪的預(yù)測提供幫助。尤其是在高溫熱浪受到土壤濕度狀況顯著影響的地區(qū)，我們將來也許能夠提前數(shù)周或更長時間檢測到高溫熱浪發(fā)生的訊號。

該研究得到了中國科學院“百人計劃”、中國科學院院長特別獎啟動基金和國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(2009CB421405)的資助。