扈海波　熊亞軍

城市極端高溫災(zāi)害研究綜述

扈海波1熊亞軍2

（1中國氣象局北京城市氣象研究所, 北京 100089；2北京市氣象臺(tái)，北京 100089）

極端高溫是一種危害性較大的災(zāi)害性天氣，對(duì)人體健康的影響較大。它的發(fā)生發(fā)展既與天氣尺度的環(huán)流系統(tǒng)有關(guān)，又與城市熱島效應(yīng)、下沉增溫和地形等因素相關(guān)。從高溫的氣候特征、高溫與環(huán)流的關(guān)系及高溫災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及預(yù)警三個(gè)方面，對(duì)城市高溫氣象災(zāi)害的相關(guān)研究成果進(jìn)行了簡要回顧，期望從已有的文獻(xiàn)中梳理城市高溫災(zāi)害研究的重點(diǎn)及主要發(fā)展方向。

高溫?zé)崂?，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，預(yù)警

0　引言

近100年（1906—2005年）地球表面的平均溫度上升了0.74℃，近50a的線性增溫速率為0.13℃/10a，1 8 5 0年以來最暖的1 2個(gè)年份中有11個(gè)出現(xiàn)在1995—2006年[1]。在全球氣候變暖背景下，近年我國也頻繁遭遇高溫?zé)崂藶?zāi)害，例如，2006年的川渝地區(qū)的高溫及伴隨的旱災(zāi)對(duì)農(nóng)業(yè)、電力供應(yīng)等造成巨大影響，也出現(xiàn)了大量人員因熱死亡事故。鑒于高溫災(zāi)害的影響越來越嚴(yán)重，國內(nèi)外針對(duì)高溫氣象災(zāi)害的研究也不少。20世紀(jì)90年代以前的研究側(cè)重于高溫災(zāi)害的天氣預(yù)報(bào)方法及應(yīng)用研究。90年代以后，有關(guān)大氣環(huán)流與高溫天氣影響方面的研究較多；高溫作為一種極端天氣及氣候事件，高溫日數(shù)的增加是全球氣候變暖的證據(jù)之一，其時(shí)空變率的研究也在90年代開始興起。2000年以后，隨著城市化的發(fā)展，“熱島效應(yīng)”和全球變暖對(duì)極端高溫事件的開始引起人們的關(guān)注，而有關(guān)城市高溫氣象災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及預(yù)警方面的研究近年來逐漸受到重視。

本文試圖對(duì)有關(guān)城市高溫氣象災(zāi)害的研究進(jìn)行回顧，重點(diǎn)從高溫氣象災(zāi)害的氣候特征、高溫?zé)崂伺c大氣環(huán)流的關(guān)系以及高溫?zé)崂孙L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及預(yù)警三個(gè)方面進(jìn)行闡述。希望本綜述能對(duì)高溫災(zāi)害研究的深入開展、拓寬高溫?zé)崂藴p災(zāi)對(duì)策研究的思路起到拋磚引玉的作用。

1　高溫災(zāi)害的氣候特征

1.1高溫日數(shù)的變化趨勢(shì)和周期性

IPCC第二次研究報(bào)告指出，高溫及干旱作為一種極端天氣及氣候事件，高溫日數(shù)正逐漸增加。Zhai等[2]分析了1951—1999年中國200個(gè)氣象站的高溫日數(shù)變化特征，認(rèn)為中國的高溫日數(shù)整體呈現(xiàn)略微減少的趨勢(shì)。高榮等[3]利用中國541個(gè)站的最高氣溫資料，分析了高溫日數(shù)的時(shí)空變化特征，發(fā)現(xiàn)吐魯番盆地和江南是高溫日數(shù)的高值中心，認(rèn)為從1951—2006年中國各區(qū)域的高溫日數(shù)均呈現(xiàn)“增加—減少—增加”的變化趨勢(shì)。由于時(shí)間段不一致，以上兩個(gè)研究結(jié)果并不矛盾。因?yàn)樵?0世紀(jì)90年代左右，可能存在一個(gè)高溫日數(shù)變化的拐點(diǎn)，拐點(diǎn)過后中國處于高溫日數(shù)增多的階段。IPCC第四次評(píng)估報(bào)告也指出，1850年以來最暖的12個(gè)年份中有11個(gè)出現(xiàn)在1995—2006年。而中國范圍內(nèi)，“高溫日數(shù)的周期變化”存在明顯的區(qū)域性差異。中國東部以3～6a的周期變化為主；西部的新疆有準(zhǔn)3a的周期變化；重慶則以14～15a的周期振動(dòng)最強(qiáng)；河南夏季的高溫日數(shù)則存在2～4a、8～12a的周期變化。

1.2最高氣溫與最低氣溫非對(duì)稱變化

有學(xué)者提出，最高氣溫與最低氣溫存在不對(duì)稱變化，即全球變暖主要發(fā)生在夜間[4-6]。謝莊等[7]分析了北京最低和最高氣溫發(fā)現(xiàn)：1月份最低氣溫的傾向率約為0.4℃/10a，7月份最高氣溫的傾向率為－0.2℃/10a。吳勝安等[8]研究發(fā)現(xiàn)海南極端最高氣溫的線性增溫趨勢(shì)不能通過顯著性檢驗(yàn)。孫鳳華等[9]發(fā)現(xiàn)東北地區(qū)的最高氣溫的氣溫趨勢(shì)系數(shù)春夏季約為0.28℃、秋季為0.08℃、冬季為0.34℃，年平均最高氣溫的趨勢(shì)系數(shù)為0.42℃，而最低氣溫為0.73℃，兩者相差近一倍。江志紅等[10]對(duì)比分析了上海近百年來最高和最低氣溫，發(fā)現(xiàn)二者都顯著增加，但最低氣溫的上升趨勢(shì)明顯大于最高氣溫。在中國的北部、西北部也存在最高氣溫與最低氣溫的非對(duì)稱變化特征[11-14]。

上述文獻(xiàn)表明，中國范圍內(nèi)氣溫整體呈現(xiàn)增溫的趨勢(shì)。在平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫三者當(dāng)中，最低氣溫的增溫率最大，平均氣溫次之，最高氣溫的增幅最小。最高與最低氣溫之間存在非對(duì)稱變化。最高氣溫是整體增幅最小的溫度要素，有些城市的增溫趨勢(shì)不顯著，部分地區(qū)甚至呈階段性降溫趨勢(shì)。

2　城市高溫氣象災(zāi)害的成因分析

2.1我國引起高溫氣象災(zāi)害的主要環(huán)流形勢(shì)和影響系統(tǒng)

華北酷暑天氣的出現(xiàn)與大環(huán)流形勢(shì)密切相關(guān)，大陸副熱帶高壓維持于華北上空是其主要因素, 空氣下沉增溫是酷暑的主要機(jī)制, 而大城市的熱島效應(yīng)則可使城區(qū)百葉箱氣溫再增高2℃左右[15]。孫建華等[16]利用MM5中尺度模式對(duì)1999年6、7月份華北的兩段高溫過程進(jìn)行了模擬研究，發(fā)現(xiàn)大陸副熱帶高壓中的下沉增溫和輻射增溫是造成高溫酷暑天氣的主要原因。北京出現(xiàn)持續(xù)高溫天氣的物理機(jī)制可能包括：與河套高壓下沉運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系的晴空區(qū)輻射增溫，與暖氣團(tuán)東移相聯(lián)系的平流增溫，以及與下沉運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系的絕熱增溫等[17]。趙慶云等[18]利用甘肅省62個(gè)氣象觀測(cè)站的研究表明，100hPa南亞高壓、300hPa暖中心、500hPa副熱帶高壓閉合單體控制西北地區(qū)上空,對(duì)流層上下層暖高壓中心相對(duì)應(yīng)，且中心位置基本一致時(shí)，將出現(xiàn)大范圍、持續(xù)性的異常高溫天氣。常軍等[19]對(duì)1991—2005年15年河南典型的大面積持續(xù)高溫下的環(huán)流形勢(shì)進(jìn)行普查和分類后發(fā)現(xiàn)，與河南省高溫有關(guān)的環(huán)流型主要有兩種：貝加爾湖高壓型和副熱帶高壓型。賀懿華等[20]認(rèn)為西太平洋副熱帶高壓持續(xù)穩(wěn)定控制長江中下游，是造成武漢市高溫及強(qiáng)高溫過程的主要環(huán)流系統(tǒng)。

副熱帶高壓和熱帶氣旋是導(dǎo)致華南地區(qū)高溫的主要天氣系統(tǒng)[21]。王遠(yuǎn)超[22]分析廣西的高溫天氣后認(rèn)為廣西高溫的環(huán)流形勢(shì)分別有副高控制型、熱帶氣旋西側(cè)高壓型和地面西南暖低壓控制型。

2.2城市高溫氣象災(zāi)害與熱島效應(yīng)

Manley[23]把城市地區(qū)氣溫較高的現(xiàn)象稱為城市熱島（UHI）后，這一術(shù)語延用至今。Yoshino[24]、Oke[25]及Bornstein等[26]認(rèn)為在大氣清晰度較高、微風(fēng)天氣條件下城市地區(qū)氣溫通常比周邊的農(nóng)村地區(qū)高出0～10℃。Souch等[27]將城市熱島特征歸結(jié)為：（1）夜晚熱島強(qiáng)度相對(duì)較大；（2）全年發(fā)生；（3）受風(fēng)速等氣象條件影響較大；（4）在城市核心及主要商業(yè)區(qū)氣溫較高。城市熱島首先被認(rèn)為是城市下墊面地表特征改變的結(jié)果，比如水泥及柏油路面、房頂?shù)染哂休^低反照率（Albedo）從而吸收更多太陽輻射的原因。其次，城市地區(qū)樹林及灌叢稀少，蒸騰降溫效果差；城市建筑物和地表的加熱增溫強(qiáng)化城市熱島效應(yīng)；燃料消耗、空調(diào)使用及其他人類活動(dòng)增加了城市地區(qū)的人為熱排放[28]等。Rosenzweig等[29]指出城市熱島加劇了城市地區(qū)夏日熱浪的致災(zāi)能力，給城市居民的人體健康和生活造成嚴(yán)重影響。

謝德壽[30]通過分析長江中下游地區(qū)的沿江城市常在西太平洋副高控制下出現(xiàn)高溫酷熱天氣的現(xiàn)象，提出熱島效應(yīng)是大城市高溫災(zāi)害的主要成因。謝莊等[7]以西郊作為城區(qū)代表站，以密云作為郊區(qū)代表站，在分析城郊溫差的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，北京的高溫不能單一歸結(jié)于氣候變率，熱島效應(yīng)可能是一個(gè)不可忽視的因素。鄭柞芳等[31]應(yīng)用中尺度模式，對(duì)2002年7月14日的一次高溫天氣過程進(jìn)行了模擬分析，初步探討了北京周邊特殊地形及城市環(huán)境對(duì)高溫強(qiáng)度的影響，發(fā)現(xiàn)地形對(duì)北京城區(qū)氣溫的影響主要是通過焚風(fēng)效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的，它加劇了背風(fēng)坡一側(cè)平原地區(qū)高溫的強(qiáng)度。當(dāng)西部、北部山區(qū)地形高度減小后，焚風(fēng)效應(yīng)也會(huì)減弱，相應(yīng)的背風(fēng)坡氣溫增幅減小。高溫天氣與暖性環(huán)流系統(tǒng)有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。鑒于目前氣象系統(tǒng)業(yè)務(wù)模式對(duì)于大的環(huán)流形勢(shì)有較好的預(yù)報(bào)能力，因此對(duì)氣象部門而言，在中短期范圍內(nèi)，對(duì)高溫天氣的趨勢(shì)預(yù)報(bào)要相對(duì)容易。但高精度的高溫天氣預(yù)報(bào)，不能忽視下沉增溫和“熱島效應(yīng)”等其他因素的影響。對(duì)于高溫災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及區(qū)劃，則也應(yīng)該注重城市熱島效應(yīng)對(duì)評(píng)估及區(qū)劃結(jié)果的影響，從空間精度上體現(xiàn)城市熱島效應(yīng)的空間差異，這樣才能更好地為城市高溫?zé)崂藶?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理提供決策依據(jù)。

2.3溫濕條件對(duì)高溫?zé)崂酥聻?zāi)因子特征的影響

目前氣象臺(tái)主要通過預(yù)報(bào)最高氣溫這一氣象要素，來反映第二天的冷熱程度。但實(shí)際上，在不同的濕度等要素下，人體對(duì)同一氣溫的感覺并不一致。1955年Burton等[32]描述了濕度對(duì)人體舒適感的影響，總結(jié)出當(dāng)氣溫適中時(shí)，大氣濕度變化對(duì)人體舒適度影響較小，當(dāng)氣溫較高或較低時(shí)，濕度變化才對(duì)人體的溫?zé)岣挟a(chǎn)生影響。20世紀(jì)40年代Yagtou[33]根據(jù)人體在不同氣溫、濕度和風(fēng)速條件下所產(chǎn)生的熱感覺指標(biāo)提出了實(shí)感氣溫。溫濕指數(shù)（Temperature Humidity Index，THI）綜合反映了溫度和相對(duì)濕度兩個(gè)因子對(duì)人體熱感的影響，是衡量舒適度的一項(xiàng)重要指標(biāo)[34]。謝雯等[35]利用MODIS遙感的地表溫度和地面水汽壓數(shù)據(jù)來反演中國溫濕指數(shù)的時(shí)空分布。陳正洪等[36]計(jì)算了湖北的溫濕指數(shù)（ID）并進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明：ID≥80，絕大多數(shù)人均感不適；ID≥75，半數(shù)人身感不適；ID≥70，少數(shù)人（10%）感到不適；ID為60～65，大部分人感到舒適。國外在針對(duì)高溫天氣對(duì)人體健康影響分析及發(fā)展趨勢(shì)研究過程中，注重高溫氣象條件對(duì)人體感官的影響[37]。因此，基于人體熱量平衡模式，涉及溫度及濕度條件的體感溫度（Apparent Temperature，AT）指標(biāo)被更多地應(yīng)用于高溫?zé)崂藢?duì)人體健康（導(dǎo)致熱死亡）的影響分析中。美國天氣局則進(jìn)一步采用具有操作性的體感溫度指標(biāo)——“熱指數(shù)”作為城市熱環(huán)境監(jiān)測(cè)及預(yù)警的指標(biāo)。Andrew等[38]選用體感溫度分析了美國1949—2010年各測(cè)站的極端高溫天氣變化情況，發(fā)現(xiàn)高溫日的最低AT的增長趨勢(shì)比較明顯，44%的測(cè)站呈現(xiàn)增長趨勢(shì)；20%測(cè)站的極端最高AT呈現(xiàn)增長趨勢(shì)，并主要分布在西部地區(qū)。Andrew認(rèn)為盡管從AT上看高溫災(zāi)害性天氣日數(shù)呈現(xiàn)比較明顯的增長趨勢(shì)，但高溫?zé)崂藢?duì)人類的危害程度，尤其是對(duì)人體健康的影響還與人口老齡化、空調(diào)設(shè)備的大量使用等高溫災(zāi)害脆弱性、風(fēng)險(xiǎn)暴露等因素有關(guān)。Sheridan等和Kalkstein等[39-41]同樣基于氣溫及濕度條件來分析高溫?zé)崂嘶驑O端冷濕天氣對(duì)人體健康的影響。

3　城市高溫氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)警

2007年中國氣象局最新頒布的《氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布和傳播辦法》把高溫氣象災(zāi)害分為三個(gè)級(jí)別：較重高溫（黃色預(yù)警），連續(xù)三天日最高氣溫將在35℃以上；嚴(yán)重高溫（橙色預(yù)警），24小時(shí)內(nèi)最高氣溫在37℃以上40℃以下；特別嚴(yán)重高溫（紅色預(yù)警），最高氣溫高于40℃。然而從精細(xì)化的角度考慮，完全依靠這類指標(biāo)來進(jìn)行高溫災(zāi)害預(yù)警顯然是不夠的。高溫?zé)崂藶?zāi)害的防治首先要做到的是基于風(fēng)險(xiǎn)管理模式的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及區(qū)劃，然后則是融入業(yè)務(wù)工作的高溫?zé)崂祟A(yù)警。

由于全球氣候變暖、城市化過程的加快，以及人口老齡化所導(dǎo)致的高溫災(zāi)害脆弱性特征的突顯，使得高溫對(duì)人類社會(huì)的影響越來越嚴(yán)重，尤其對(duì)人體健康的影響[42]。高溫與人類日常生活息息相關(guān)，在城市地區(qū)，高溫會(huì)影響電力、供水等城市生命線系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此高溫災(zāi)害一直受到人們的密切關(guān)注。國內(nèi)外關(guān)于高溫天氣預(yù)報(bào)的研究很多，但關(guān)于高溫災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估直到最近才逐漸引起國內(nèi)研究者的重視。扈海波等[43]從可預(yù)報(bào)性、可規(guī)避性及人工干預(yù)能力等方面分析了北京市奧運(yùn)期間氣象災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)承受與控制能力，對(duì)北京奧運(yùn)期間的雷電、冰雹、大風(fēng)、高溫、暴雨、大霧和霾這七種主要的氣象災(zāi)害進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)排序，確認(rèn)高溫風(fēng)險(xiǎn)最大（圖1）。這種風(fēng)險(xiǎn)分析及排序?qū)Υ笮蜕鐣?huì)活動(dòng)期間的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制及防范具有重要參考價(jià)值。陳見等[44]利用高溫范圍、高溫持續(xù)時(shí)間作為高溫危害的評(píng)估指標(biāo)，綜合評(píng)估了一次高溫過程的災(zāi)害影響程度。扈海波等[45]利用地理信息系統(tǒng)研究氣象災(zāi)害事件的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)特征時(shí)，以高溫災(zāi)害為例，從下墊面的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境構(gòu)成情況等特征中提取數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)濾波中的目標(biāo)函數(shù)，在觀測(cè)要素值的空間離散化圖譜上進(jìn)行動(dòng)態(tài)腐蝕或膨脹操作，最終完成高溫災(zāi)害給北京中關(guān)村附近地區(qū)造成影響的空間圖譜化特征（圖2）?？傊?，高溫災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估有助于高溫風(fēng)險(xiǎn)管理，有助于進(jìn)行高溫風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避及風(fēng)險(xiǎn)控制。當(dāng)然要將高溫災(zāi)害的防治完全落實(shí)到實(shí)際，還應(yīng)積極做好高溫災(zāi)害的預(yù)警工作。

國外在高溫?zé)崂祟A(yù)警研究及應(yīng)用上的做法非常值得借鑒。按照災(zāi)害學(xué)理論，人是高溫災(zāi)害的主要承災(zāi)體，而人體健康是其主要的影響方面。國外的高溫?zé)崂藶?zāi)害預(yù)警系統(tǒng)則主要針對(duì)高溫對(duì)人體健康造成的影響，以及其可能導(dǎo)致人員因熱死亡的情況來實(shí)施。美國的酷熱天氣健康預(yù)警系統(tǒng)（HHWS）在空間化天氣分型（Spatial Synoptic Classification）的基礎(chǔ)上根據(jù)未來高溫天氣的變化情況來評(píng)估這類天氣可能會(huì)導(dǎo)致的因熱死亡人數(shù)[46]。非常有趣的是這類天氣分型方法少了些學(xué)術(shù)氣息，而對(duì)高溫?zé)崂说姆乐胃訉?shí)用，更有針對(duì)意義。它主要從氣溫及濕度等要素出發(fā)將天氣類型劃分成“干熱”（Dry Tropical）、“濕熱”（Moist Tropical）、“極端濕熱”（Moist Tropical）等類型。HHWS系統(tǒng)建立不同天氣分型狀況下的因熱死亡人數(shù)與溫度條件之間的定量評(píng)估關(guān)系，比如分步回歸等，來識(shí)別高溫災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，并完成城市高溫?zé)崂说念A(yù)警。Kalkstein等[41]根據(jù)1975—2004年美國各大城市的因熱死亡人口數(shù)據(jù)及高溫?zé)崂耸录Y料，評(píng)比HHWS系統(tǒng)在降低因熱死亡人數(shù)方面起到的效果，認(rèn)為這類系統(tǒng)確實(shí)使得許多大城市的因熱死亡人數(shù)顯著下降，具有不錯(cuò)的效果。

4　城市高溫災(zāi)害研究的重點(diǎn)及主要發(fā)展方向

隨著世界人口不斷增加，全球變化和城市化進(jìn)程逐漸深入，加之自然生態(tài)環(huán)境狀況的惡化，高溫天氣的出現(xiàn)將更加頻繁，強(qiáng)度將越來越大，“溫室效應(yīng)”和“熱島效應(yīng)”等影響范圍也將越來越廣，而人類面對(duì)高溫災(zāi)害的脆弱性也在不斷加大。我們認(rèn)為城市高溫災(zāi)害研究應(yīng)該著重于以下幾個(gè)方面。

1）高溫災(zāi)害天氣學(xué)成因的研究。著重對(duì)引發(fā)高溫氣象災(zāi)害的主要環(huán)流形勢(shì)和影響系統(tǒng)的研究及天氣學(xué)機(jī)理研究，以及高溫災(zāi)害與城市熱島的研究。這對(duì)高溫災(zāi)害成因分析，災(zāi)害預(yù)警及預(yù)測(cè)均有重要的作用。

2）高溫災(zāi)害氣候?qū)W背景分析。充分預(yù)測(cè)高溫災(zāi)害的變化發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)高溫災(zāi)害的預(yù)警及有效防御和應(yīng)對(duì)具有顯著的作用。

3）高溫災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)警的研究。重新梳理高溫災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)，從精細(xì)化的氣象服務(wù)需求出發(fā)，搭建適合不同地區(qū)、不同氣候背景下的高溫災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)。實(shí)施基于風(fēng)險(xiǎn)管理模式的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及區(qū)劃，并將之融入高溫?zé)崂祟A(yù)警業(yè)務(wù)工作。

4）基于高溫災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及區(qū)劃的高溫災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理機(jī)制研究。加強(qiáng)高溫災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理，有助于進(jìn)行高溫風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避及風(fēng)險(xiǎn)控制，將高溫災(zāi)害的防治完全落實(shí)到實(shí)際，積極應(yīng)對(duì)高溫災(zāi)害預(yù)警。

5）高溫天氣對(duì)人體健康的影響研究。由于高溫災(zāi)害性天氣日數(shù)呈現(xiàn)比較明顯的增長趨勢(shì)，但高溫?zé)崂藢?duì)人類危害程度，尤其是對(duì)人體健康的影響還與人口老齡化、空調(diào)設(shè)備的大量使用等高溫災(zāi)害脆弱性、風(fēng)險(xiǎn)暴露等因素有關(guān)。這方面的研究對(duì)建立有效的高溫災(zāi)害防御、預(yù)警及規(guī)避機(jī)制至關(guān)重要。

5　總結(jié)

1）作為全球變暖的證據(jù)之一，高溫日數(shù)目前處于整體增多階段。但尚沒有直接證據(jù)表明，高溫日數(shù)的時(shí)空變化幅度與全球平均溫度變化存在較為嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。高溫日數(shù)變化趨勢(shì)和周期的區(qū)域性差異進(jìn)一步表明，高溫的發(fā)生發(fā)展既與天氣尺度的暖性環(huán)流系統(tǒng)有關(guān)，又與城市熱島效應(yīng)、下沉增溫和地形等因素存在聯(lián)系，研究局地高溫天氣時(shí)，要考慮多種因素的影響。

2）中國區(qū)域最高氣溫和最低氣溫的非對(duì)稱變化研究表明，最低氣溫和最高氣溫都在增加，但最低氣溫的上升趨勢(shì)明顯大于最高氣溫。最高氣溫、最低氣溫和平均氣溫三個(gè)氣象要素中，最高氣溫的增幅最小，局地可能還存在階段性負(fù)降溫。

3）高溫天氣與大的暖性環(huán)流系統(tǒng)有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中最主要的系統(tǒng)是副熱帶高壓。地面的暖性低壓系統(tǒng)也是產(chǎn)生高溫天氣的成員之一。另外，熱島效應(yīng)、下沉增溫等效應(yīng)對(duì)高溫天氣的出現(xiàn)也有一定關(guān)系。鑒于目前氣象系統(tǒng)業(yè)務(wù)模式對(duì)于大的環(huán)流形勢(shì)有較好的預(yù)報(bào)能力，因此對(duì)氣象部門而言，在中短期范圍內(nèi)，對(duì)高溫天氣的趨勢(shì)預(yù)報(bào)要相對(duì)容易。但高時(shí)空分辨率的高溫天氣預(yù)報(bào)及高溫災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及區(qū)劃必須考慮局地地理、地形特征及“熱島效應(yīng)”等相關(guān)因素。利用業(yè)務(wù)模式的環(huán)流預(yù)報(bào)產(chǎn)品，進(jìn)行二次開發(fā)，建立本地化的精細(xì)化高溫預(yù)報(bào)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及預(yù)警系統(tǒng)，依然是各地氣象部門的主要科研任務(wù)之一。

4）最高氣溫是溫濕指數(shù)、悶熱指數(shù)等舒適度指標(biāo)中最主要的氣象要素。當(dāng)溫度超過某一閾值時(shí)，濕度和風(fēng)速等其他氣象要素對(duì)舒適度指數(shù)的作用較大。確定合理的高溫閾值及超過閾值后，引入濕度和風(fēng)速，建立本地化的溫濕指數(shù)方程不但是專業(yè)氣象服務(wù)的重要內(nèi)容，也是災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及區(qū)劃的側(cè)重點(diǎn)，而且高溫?zé)崂说念A(yù)警也需要建立在溫濕指標(biāo)基礎(chǔ)上。

5）高溫災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估除了注重致災(zāi)因子（高溫天氣的環(huán)流形勢(shì)）等方面的研究，也應(yīng)該著重分析下墊面的脆弱性和脆弱性因子。人是高溫災(zāi)害的主要承災(zāi)體，所以高溫災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及預(yù)警可完全依賴于高溫對(duì)人體健康的影響來進(jìn)行分析、評(píng)估及預(yù)警。在高溫?zé)崂说念A(yù)警應(yīng)用上作者推薦美國HHWS系統(tǒng)的運(yùn)作方法。

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A Research Summary of Extreme Heat Wave

Hu Haibo1, Xiong Yajun2
(1The Institute of Urban Meteorology, China Meteorological Administration, Beijing 100089 2Beijing Meteorological Observatory, Beijing 100089)

The high temperature is a kind of disastrous weather with serious harmfulness. Its occurrence and development are not only be related to the warm atmospheric circulation, but also have a connection with other factors such as heat island effect, subsidence and temperature increasing as well as terrain. In the paper, a brief retrospect has been made that many scientists have achieved research results in the basic characteristics, the formative causes of high temperature meteorological disaster, risk assessment of disaster and so on. At the same time, this paper systematically reveals some advances in studying high temperature meteorological disasters.

heat wave, risk assessment, warning

10.3969/j.issn.2095-1973.2015.01.002

2013年5月31日；

2013年9月12日

扈海波（1970—），Email：hbhu@ium.cn

資助信息：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41175099）