“忽冷忽熱”是一類新型極端天氣事件
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| 日期：2025.12.04 資訊來源：網絡來源 瀏覽人次：546 |
近日，一項來自南京大學大氣科學學院的最新研究，為我們理解全球變暖帶來的風險揭開了全新的一頁。
11月21日，中國科學院院士、南京大學大氣科學學院教授符淙斌團隊與合作者在《自然-氣候變化》在線發表重要論文，系統性地揭示、定義并深入剖析了一類新的極端天氣事件——以“天氣忽冷忽熱”為顯著特征的極端日際氣溫變化。
論文通訊作者符淙斌向《中國科學報》表示，“這項研究不僅革新了科學界對極端事件的認知，更為全球公共衛生與氣候變化適應策略敲響了警鐘。”他呼吁有關國際科學組織將它列為一類新的極端天氣事件。
“忽冷忽熱”背后的科學盲區
“春捂秋凍”“亂穿衣”，這些民間諺語形象地反映了人們對氣溫驟變的日常感受。近年來，全球范圍內頻繁出現的“昨日短袖、今日棉襖”式快速溫度波動，已從生活談資演變為對公共健康、生態安全和經濟增長構成嚴重威脅的現實問題。
氣溫劇烈波動會引發人體應激反應，增加心血管疾病和呼吸系統疾病的發病風險；對生態系統而言，溫度快速變化可能干擾物種繁殖周期與遷徙模式，破壞生態平衡；在經濟領域，農業生產穩定性、能源需求波動以及基礎設施耐久性均可能受到沖擊。
“忽冷忽熱”是日常生活中常見的一種天氣現象。然而這一現象在以往極端天氣氣候事件研究中，卻未能引起足夠重視，傳統氣候變化研究與極端事件評估體系主要聚焦于單日溫度絕對值，如極端高溫日數、極端低溫日數或某日最高氣溫是否突破歷史極值。這些指標如同監測血壓的“峰值”，卻忽視了血壓在短時間內“劇烈波動”的風險。
符淙斌院士。受訪者供圖
符淙斌團隊敏銳察覺到，學術界對日與日之間的劇烈溫度變化這一現象仍存在科學認知和風險評估空白。面對這一前沿挑戰，他們決心厘清這類快速天氣變化的規律、驅動力及實際影響。
據介紹，符淙斌團隊的工作，正是在這一挑戰下實現的多維度創新：闡述了將“極端日際氣溫變化”作為一類獨立的、具有重要影響的極端天氣事件的必要性；給出了普適、可操作的量化定義，為全球比較和研究提供了統一標尺；從地表-大氣耦合過程闡明了其物理機制，將現象與根源緊密相連；量化了其對公共健康的顯著風險，突破了傳統上僅關注溫度絕對值的認知局限。
為“忽冷忽熱”確立標準
“我們注意到，學術界通用的極端氣候指數中，仍缺少一個能有效衡量這種‘過山車’式溫度變化的指標。”符淙斌解釋道。為此，他們將相鄰兩日的氣溫差值超過歷史同期（例如1981-2010年）90百分位閾值的事件，明確定義為“極端日際氣溫變化”。
這個定義看似簡單，卻極具巧思。它不依賴于一個固定的溫度絕對值，而是關注溫度在時間序列上的“變化率”。基于這一定義，團隊描繪了此類事件的全球分布圖，分析了其時空演變規律，并利用“最優指紋法”等嚴謹的統計歸因技術，追溯其變化的根源，預估其未來變化特征。
研究結果令人警覺：在全球增暖的背景下，極端日際氣溫變化事件在中低緯度地區正顯著增強，且“重現期”明顯縮短，意味著它們正變得越來越頻繁和強烈。歸因分析清晰地指出，人類活動排放的溫室氣體是導致這一變化的主導因子。
更值得關注的是，團隊基于中國江蘇省和美國的數據進行的健康影響分析顯示，這種“忽冷忽熱”對多種死亡率的負面影響非常強，其危害甚至超過了我們常說的“晝夜溫差”。一個全新的、隱形的健康威脅已然浮出水面。
論文第一作者、南京大學助理教授劉奇透露，該研究歷時3年，過程充滿挑戰。團隊面臨的最大難題是：如何從復雜交織的氣候系統中，有效識別和分離出日際尺度（相鄰兩天之間）的極端波動信號，并證明其獨立于傳統極端高溫或低溫事件的獨特科學價值與現實影響。
“傳統的指標和方法是主要的障礙。”論文合作者、中國科學院大氣物理研究所研究員徐忠峰坦言，“我們的研究表明，極端日際氣溫變化并非傳統極端事件的簡單附屬品，而是一類具有獨立機理和影響的新型事件。”
該研究領域長期面臨的挑戰在于，如何識別和量化那些不依賴于絕對閾值、而是依賴于變化率的“隱性”極端事件。“全球變暖的挑戰不僅是持續升溫，更是隱藏在趨勢中的劇烈波動。”論文合作者、南京大學教授丁愛軍如是說。
變暖如何加劇“溫度過山車”
那么，全球變暖究竟是如何導致“天氣忽冷忽熱”加劇的呢？研究從物理機制上給出了清晰的闡釋。
全球變暖并非只是簡單地給地球“蓋上一層均勻的毯子”。它通過加劇土壤干旱（土壤濕度變干），以及增大海平面氣壓和土壤濕度自身的變率，深刻地改變了地表與大氣之間的能量和水分交換過程。干燥的土壤熱容量更低，如同燒熱的鐵板，對太陽輻射的響應更敏感，更容易快速升溫和降溫。
與此同時，氣壓和濕度變率的增大，會放大云量、輻射等因素的日際波動。這些地表-大氣耦合過程的共同作用，如同給全球的天氣系統安裝了一個“放大器”，最終導致氣溫出現更頻繁、更劇烈的“上躥下跳”。
基于CMIP6模型的未來情景預估表明：在中高排放路徑下，到21世紀末，中低緯度地區的極端日際溫度變化事件將進一步加劇。其發生頻率、單次事件的波動幅度和總強度，在高排放情景下預計將分別上升約17%、3%和20%。全球超過80%的人口生活在這一變化的影響范圍內，前景不容樂觀。
其對人類健康的直接影響更為觸目驚心。研究基于中國江蘇和美國實際死亡率數據揭示，極端日際氣溫變化與全因死亡率存在顯著“近指數型增長關系”，即隨著日際溫度波動加劇，死亡風險加速上升。其對心血管和呼吸系統疾病風險加劇作用尤為突出，危害程度顯著超過晝夜溫差等傳統氣溫因子。
正如論文審稿人所高度評價的：“對每日溫度變化這一新型指標的分析是一項非常有趣的貢獻，作者所做的分析廣泛而有力”，“該論文的創新點在于它關注的是日際溫度的極端變化這一新型指標”，“這項研究很有意義，因為每日溫度變化會影響各個方面，包括生態系統和人類健康。”
劉奇認為，該研究的科學與現實意義深遠。在科學上，它豐富和拓展了極端天氣氣候事件的指標體系，推動了氣候變化研究向更精細化、更貼近感知的時空尺度發展，為IPCC（政府間氣候變化專門委員會）等國際評估報告提供了新的關鍵科學證據，甚至可能推動全球極端事件分類標準的更新。
在現實應用中，它為公共衛生領域提供了關鍵性的預警指標。未來，此項成果可被直接納入熱相關疾病的風險評估體系和早期預警系統，為保護脆弱人群健康提供更精準的科學依據。同時，它也為城市規劃和應急管理敲響了警鐘，提示政府和公眾必須將此類新型風險納入氣候適應戰略，在能源需求規劃、醫療資源調配等方面未雨綢繆。
面對已然加劇的風險，符淙斌強調：“全球變暖正持續加劇中低緯度地區的極端日際溫度波動，對公共健康、生態系統韌性與適應能力構成嚴峻挑戰，迫切需要加強對此類極端事件的關注和研究。”他透露，團隊已建議國際科學組織將此類事件列為新的極端天氣事件。
未來，符淙斌團隊將拓展研究范圍與深度，進一步評估其對農業、能源等社會經濟關鍵部門的具體影響，并為制定適應氣候變化政策提供科學依據。（來源：中國科學報 朱漢斌 李思輝）
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