105 并且也可根据 CC0 许可使用。 (未经同行评审认证)是作者/资助者。 本文是美国政府作品。 它不受 17 USC 版权的约束。 此预印本的版权持有者此版本于 2024 年 2 月 1 日发布。;https://doi.org/10.1101/2023.08.11.553012 doi:bioRxiv 预印本
在身心健康和工作条件下进行热浪。b建筑物上的热浪。c自然环境和景观上的热浪。d在提供教育和研究的热浪中。e对身心健康和工作条件的极端降水和暴风雨。
抽象热浪(HWS)是强调社会和生态系统的高影响现象。预计在世界许多地区的气候中,其强度和频率将增加。尽管这些影响可能是广泛的,但它们可能会受到当地和区域特征(例如地形,土地覆盖和城市化)的影响。在这里,我们利用了在这些精细尺度上阐明热浪的影响所需的高分辨率建模的最新进展。此外,我们旨在了解新一代KM规模的区域气候模型(RCMS)如何调节在众所周知的气候变化热点上热浪的代码。我们分析了15个对流渗透的区域气候模型(CPRCM,〜2–4 km网格间距)模拟及其驾驶,对流参数化的区域气候模型(RCM,〜12-15 km网格间距)的驾驶,来自Cordex旗舰飞行员对对话的模拟。重点是评估实验(2000-2009)和具有一系列气候特征的三个子域。在HWS期间,通常在夏季,CPRCMS表现出比驾驶RCMS更温暖和干燥的条件。与CPRCM相比,RCMS中的热通量分配发生了变化,导致较高的最高温度,每天的峰值高达〜150 W/m 2。这是由CPRCMS中土壤水分含量降低5–25%的驱动,这又与更长的干咒长度(最高两倍)有关。确定这些差异是否代表改进是一项挑战。然而,基于点尺度的最高温度评估表明,与RCMS相比,这种CPRCMS较高/干燥的趋势可能更现实,而参考位点的约70%表明与驾驶RCMS相比增加了附加值,仅当考虑到分布右尾部时增加到95%。相反,根据平坦区域上的高尺度网格方法,发现CPRCMS轻微有害效应。当然,CPRCM会增强干燥条件,对夏季温度高估的敲门含义。这种改善的HWS物理表示是否也对未来的变化产生了影响。
水温是水生生态系统的关键指标和天气。但是,绝大多数河流缺乏长期连续和完整的水温数据集。在这项研究中,通过将NARX(非线性自回旋网络与外源输入的非线性自回旋网络)和Air2Stream相结合的合奏模型用于重建每日的河水温度,以在欧洲最大的河流系统之一的奥德拉河盆地的27个水文站中为27个水文站重建。对于每个水文站,对NARX和AIR2Stream模型均经过校准和验证,并选择了表现良好的模型以重建1985年至2022年的每日河水温度。结果表明,通过组合Narx和Air2Stream结合使用杂种建模有望重建每日河水温度。根据重建的数据集,水温的年度和季节性趋势以及河流热浪的特征。结果表明,在过去40年中,年度水温显示出一致的变暖趋势,平均变暖率为0.315 c/十年。季节性河水温度表明,夏天的温暖速度更快,其次是秋季和春季,冬季河水温度显示出微不足道的变暖趋势。河河热波在奥德拉河盆地的频率,持续时间和强度增加,而27个水文站中有6个河流热浪被归类为“严重”和“极端”,这表明需要采取线索措施来减少气候变暖对水生系统的影响。2024中国地球科学大学(北京)和北京大学。此外,结果表明,空气温度是河流热浪的主要控制器,河流热浪往往会随着空气温度的变暖而增强。由Elsevier B.V.代表中国地球科学大学(北京)出版。这是CC下的开放访问文章(http://creativecommons.org/licenses/4.0/)。
摘要我们通过将近地表的近表面空气温度与行星边界层高度进行聚类,从而引入了新的方法论进步,以表征分析的城市内群集。为了说明这种方法,我们分析了三个热浪(HWS):2019年在巴黎,2018年的HW,蒙特利尔的2018 HW和Zurich的2017 HW。我们在热波事件发生之前,期间和之后评估基于群集的特征。,尽管该聚类通过中等分辨率成像光谱仪(MODIS)土地覆盖数据获得的建筑区域确定的城市群集与内置区域保持一致,但也可以识别出跨越几公里的其他当地热点,并扩展到建筑区域之外。使用客观的滞后模型,我们进一步确定了地面存储通量和全波向下辐射通量之间的磁滞循环的总体强度系数,在热浪期间,农村簇的城市群集的范围从0.414到0.457,从0.126到0.126到0.157。在所有城市中,随着热浪的进展,我们观察到累积的地面热通量中的加油率模式。这种提出的两组分聚类方法的未来发展,并将更具影响力的物理学和空间和时间分辨率的进步整合在一起,将为城市气候分析的城市提供更全面的特征。
9月的热浪在全州产生了重大影响。根据加州独立系统运营商(ISO)总裁兼首席执行官的说法,“ 2022年9月的热浪是ISO电网历史上最具挑战性的事件之一。”对电力的创纪录需求威胁着通过前所未有的行动狭窄避免的停电。这种热浪还创造了在加利福尼亚州大量散布野火的条件,进一步威胁到公共卫生,安全性以及该州能源电网的可靠性。在热浪之后,加利福尼亚采取了各种行动,以更好地从气候变化的影响(例如临时发电机,现有发电厂的效率提高)以及鼓励需求转移或减少需求的计划中更好地准备能源网格。
科学共识支持全球温度升高和极热发生率之间的因果关系。极端热量可能会带来一系列严重的后果,近年来发生创纪录的温度和热浪。例如,来自国家航空和太空管理局(NASA)和国家海洋与大气管理局(NOAA)的全球温度数据集表明,2023年是最温暖的一年,而2014 - 2023年是自1880年以来最温暖的十年(图1)。此外,美国在2021年和2023年经历了破纪录的热浪。这些热浪在某些地区带来了极端的温度和威胁生命的条件。在1981 - 2015年期间,美国的历史研究发现,热浪地区以及1981 - 2018年期间的美国大陆(CONUS)。
海洋热浪会影响海洋生态系统,并有望变得更加频繁和强烈。Earth System模型重现极端海洋温度统计的能力尚未进行定量测试,从而使其未来海洋热浪预测的可靠性不确定。我们证明,在39年的全球卫星观测中,每日平均海面温度(SST)中的年度最大值通过广义极值分布很好地描述了。如果模型可以重现观察到的SST极端分布,这会增加对海洋热浪投影的信心。14 CMIP6模型的历史实现重现了基于卫星的分布及其参数的空间模式。我们发现,在2°C的温暖下,最高海洋温度会变暖(在3.2°C的温暖下加热1.07°±0.17°C和2.04°±0.18°C)。这些变化主要是由于SST的平均增加,SST季节性增加略有增强。我们的研究量化了海洋温度的极端,并为模拟海洋热浪的预测提供了信心。
高度信心,气候变化对陆地,淡水,沿海和开放海洋生态系统造成了不可逆转的损害。在过去的40年中,全球发生了大约0.85 C的变暖,没有足够的缓解策略,全球表面温度将继续升高。人类影响很可能导致全球温度的升高以及极端极端诸如温暖温度的极端事件的升高(IPCC,2022年)。南亚是世界上最脆弱的地区之一,具有气候变化的影响(Sivakumar&Stefanski,2010年),具有变暖趋势的迹象,并且极端温度极端变暖(IPCC,2022年)。气候变化已被证明会影响粮食生产,使该地区到2030年有粮食短缺,并在将来引起粮食安全问题(Acharya等,2014; Bandara&Cai,2014)。极端温度,大雨,洪水和干旱会产生负面影响,甚至可能破坏收获(Gornall等,2010)。印度的人口非常容易受到极端温度的影响,并且热浪严重程度的增加与印度与热有关的死亡率的增加有关(Mazdiyasni等人,2017年)。热浪在过去100年中导致了许多印度死亡(De等,2005)。与印度热浪有关的死亡率在1970年至2019年之间有所增加。与其他极端天气事件相比,热浪的影响每个州有所不同。例如,安得拉邦是受热浪引起的死亡率增加60%的死亡率,随后odi-sha的影响最大,增加了20%(Ray等,2021)。印度的大部分热浪通常发生在季风前季节(4月,5月和6月),可以覆盖该国的大量范围(Pai等,2013)。但是,在夏季(6月,7月和8月,JJA)季节,高温仍然可以持续存在,因此,估计这种情况至关重要,因为在未来情况下可能会发生气候变化。例如,在印度JJA期间积极发生的季风降水也表现出发作日期的时间变化
1 Allianz,全球沸腾:热浪成本,2023年。 2 BNEF,可再生能源投资,2023年。 3 IEA,世界能源展望,2023 4 BNEF,可再生能源投资,2023年。1 Allianz,全球沸腾:热浪成本,2023年。2 BNEF,可再生能源投资,2023年。3 IEA,世界能源展望,2023 4 BNEF,可再生能源投资,2023年。3 IEA,世界能源展望,2023 4 BNEF,可再生能源投资,2023年。