近日，物理海洋教育部重点实验室在Climate Dynamics期刊发表题为“Key local atmospheric processes of the heat extreme over the middle-lower Yangtze River basin in August 2022”（《2022年8月长江中下游极端高温事件的关键局地大气过程》）的最新研究成果。该工作基于站点观测数据和再分析数据，分析了2022年破纪录高温事件的关键局地大气过程。研究采用李建平团队提出的扰动压-高公式和局部协方差分析，确认了局地1000–500 hPa扰动大气位势厚度（∆Z）通过大气静力调整过程影响地面极端高温事件形成中的重要地位，并进一步探讨了∆Z与局地大气垂直运动和地面非绝热加热之间的联系和相互作用。成果由实验室/海洋与大气学院已毕业博士生孙越为第一作者，实验室“筑峰人才工程”第一层次李建平教授为通讯作者的科研团队合作完成。

　　2022年8月，长江中下游地区遭遇超长时间的热浪袭击，是该地区自1961年以来最为严重和最大规模的高温事件，引发了灾难性的社会经济后果。已有研究对这一极端事件的形成进行了较为详细的探讨，发现了一些重要的远程影响因子。远程影响因子对地面气温的影响都要通过调制局地过程来实现，因此明确该气候事件的关键局地大气过程是对其进行全面分析和准确预测的基础，然而，以往研究对此强调不够；同时，直接影响地面气温变化的多个局地大气过程之间的联系和相对贡献也需要进一步确认。

图1. 局地大气动力过程、热力过程和地面气温之间的联系。图中数值为各因子对地面气温年际变化的解释方差，其中∆Z|SR表示将扰动位势厚度中与地面非绝热加热有关的部分去除，再计算其对地面气温变化的解释方差。这里SR为局地净向下短波辐射，ω_500为局地500 hPa垂直速度。

　　本研究发现，此次地面极端升温由局地大气动力因子（∆Z变化和垂直速度变化）和热力因子（地面非绝热加热变化）共同形成（图1），动力和热力因子的共同作用可以解释地面气温年际变化方差的95.8%。大气动力因子影响大气热力因子，热力因子进而反作用于动力因子，动力因子和热力因子间既存在互相独立的部分，又存在正反馈过程，且扰动气温向扰动厚度的静力适应调整这一动力过程（图2）占据主导地位，可解释地面气温年际变化方差的77.8%，同时其主导地位不受其他局地因子影响。局地扰动厚度异常是解释远程因子影响局地极端温度的关键纽带之一。

图2. 扰动温度通过大气静力调整向扰动位势厚度的适应过程示意图。

　　进一步，本文分析了局地高空大气异常环流中各因子之间的联系，以及局地高空大气环流异常对地面气温的影响途径（图3）。结果表明，高空大气环流中的异常位势高度、水平风以及水平风散度之间密切联系，位势高度异常与水平风异常的关系主要靠准地转关系维持，水平风散度异常主要靠经向风的经向梯度异常形成。地面气温异常升高对应着高空大气的异常水平辐合，高空大气环流须通过影响局地大气位势厚度∆Z和大气垂直运动来影响地面气温变化，由此可见，局地大气动力因子是高空大气影响地面气温的重要桥梁。

图3. 局地高空大气影响地面气温的途径。图中数值为对应箭头起始点和结束点两个变量之间的相关系数，其中*和**分别代表相关系数超过95%和99%的置信水平，蓝色箭头表示影响局地动力过程的多个其他因子。

　　上述工作揭示了长江中下游地区极端升温的关键局地大气过程，是联接远程影响因子与局地极端温度的关键纽带，深化了对极端高温事件形成的认识，为从非局地角度探究极端高温事件的形成机制奠定基础，也为极端高温事件科学预警提供了科学支撑。研究工作得到国家自然科学基金基础科学中心项目、山东省自然科学基金项目和中央高校基本科研业务经费联合资助。

文章引用：

SUN Y., J. -P. Li*, Y. Zhao, H. -Y. Zhao, H. Wang, M. Zhu, and N. Wang, 2025: Key Local Atmospheric Processes of the Heat Extreme over the Middle-lower Yangtze River Basin in August 2022. Climate Dynamics, 63: 268, http://doi.org/10.1007/s00382-025-07760-2.