城市化对长江三角洲地区夏季高温热浪影响的研究OA

在全球气候变暖和快速城市化的背景下,极端高温事件频发已成为威胁人类健康和社会可持续发展的重要问题,尤其是在人口稠密、经济发达的长江三角洲(简称“长三角”)地区。本研究基于1961-2020年长三角地区气象观测数据,系统分析了日最高气温、日平均气温及高温热浪指数的变化趋势。同时,结合WRF(Weather Research and Forecasting)模式开展敏感性试验,评估城市下垫面对极端高温的影响。结果表明:(1)长三角地区的日最高气温和日平均气温在过去几十年间均呈显著上升趋势,其中日最高气温的增幅[0.194℃·(10a)^(-1)]高于日平均气温[0.187℃·(10a)^(-1)]。通过Pettitt检验,研究发现两类气温序列在1993年发生显著突变,突变前气温呈下降趋势,而突变后则转为上升趋势。(2)高温热浪发生频次、持续时间和强度分别以0.190 time·(10a)^(-1)、0.475 d·(10a)^(-1)和0.772℃·time^(-1)·(10a)^(-1)的速率显著上升。通过分析热浪指数的突变情况,发现热浪指数的突变点出现在2000年,滞后于气温的突变点。突变前,热浪指数呈现下降趋势,而突变后则转为上升趋势,且热浪强度的增幅远超频次和持续时间。(3)进一步分析表明,城市化对气温和高温热浪的影响显著。城市站点的日最高气温[0.243℃·(10a)^(-1)]和日平均气温[0.261℃·(10a)^(-1)]上升速率均显著高于农村站点[0.171℃·(10a)^(-1)、0.167℃·(10a)^(-1)],表明城市化对增温具有放大作用。同时,城市站点的高温热浪指数上升趋势明显强于农村站点,表明城市化可能增强了高温热浪的发生。(4)数值模拟表明,WRF模式能够较好地再现模拟区域的气温变化特征。城市下垫面的存在显著影响了城市站点的气温,尤其在高温日时期,在夜间表现更明显。城市下垫面通过改变地表能量收支(如感热通量、潜热通量和地表储热),增强了城市站点在高温日时期的地表能量变化,加剧了在高温日时期的气温,而农村站点受城市化影响较小,表明城市化过程对城市区域的高温影响更加明显。综上所述,长三角地区的极端高温事件频次、强度和持续时间在过去几十年间呈现显著上升趋势,且城市化在其中发挥了重要的放大作用。随着城市化的进一步发展,极端高温事件的频率和强度可能持续增加,因此,制定有效的适应策略和缓解措施至关重要。