2022月底和巴基斯坦天气异常炎热;中欧漫长而温暖的夏季;阿根廷北部、乌拉圭和巴拉圭 <> 月的极端气温：<> 年绝对是热浪的一年。目前，气候研究人员达成了广泛的共识，即此类极端事件在未来将比今天更频繁地发生。

基本上有三种机制导致温度计攀升到异常高的值：来自温暖地区的空气到达较冷的地区，例如从撒哈拉沙漠到中欧;高压区域的空气下沉，在此过程中由于压缩而升温;或者太阳以不寻常的强度加热地面，使其上方的空气比正常情况更温暖。

哪个过程占主导地位?

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“这三个过程很容易理解，可以用物理公式很好地描述，”苏黎世联邦理工学院大气动力学小组的科学家Matthias Röthlisberger解释说。因此，他发现围绕这三者仍然存在激烈的争议，这更加令人惊讶。事实上，专家们对这三个过程中的每一个的重要性以及最终决定热浪是否发生在给定位置的问题上存在分歧。

这不仅仅是一个学术问题，Röthlisberger说：“重要的是要了解这些机制中的每一个所起的作用有多大。因为这有助于评估气候模型预测的可靠性。当然，这些准确地预测了当前条件下热浪的频率和持续时间。“但我们还不够了解这些模型是否出于正确的物理原因正确表示热浪。

广泛的数据集

Röthlisberger现在希望与来自同一小组的同事Lukas Papritz一起缩小这一知识差距。为了解决这个有争议的问题，研究人员分析了世界各地的极端高温，首先是 50 年 2021 月下旬加拿大的热浪，该热浪测量的温度接近 <> 摄氏度。

为了进行分析，科学家们使用了欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的最新数据集，该数据集包含高时间和空间分辨率的三维全球天气数据。从这个广泛的数据集中，他们首先过滤掉了过去40年来世界上每个地方最热的一天。接下来，他们仔细计算了过去15天中每个位置的空气在地面附近所走的路径，以及空气具有正常温度的最后一个点。

空气的路径至关重要，因为它指向加热的主要机制。如果空气来自气候温暖的地区，那么热量运输是热浪的主要贡献者。相反，如果空气来自气候可比的地区，那么其他两个因素一定是造成温度异常的原因。

重大区域差异

Röthlisberger和Papritz为他们的研究检查了总共250.<>亿个航裹。对数据的评估表明，这三个因素的相互作用因地区而异。每个因素在世界某些地区都占主导地位，但热浪往往是所有三种机制复杂相互作用的结果。

例如，在上面提到的加拿大热浪中，研究人员能够证明所有三个因素都与异常天气情况有关。在这种单一的热浪中也存在区域差异：在靠近海岸的地区，主要是来自南方的热量传输和空气的下沉导致巨大的热量，而更远的内陆极端温度是干燥的结果，因此加热的地面使空气变暖。

与此同时，对于中欧，研究人员发现，撒哈拉热空气通常只有间接影响。当来自非洲的热空气到达欧洲时，它通常会滑过地面，而不是取代地面上的冷空气。“因此，撒哈拉的空气最终不是使大气的下层变暖，而是使中层和上层变暖，”帕普里茨说。“相比之下，这里的地面热空气主要来自大西洋，然后被加热的地面和压缩加热。

尽管如此，来自撒哈拉沙漠的空气确实发挥了重要作用：通过加热较高的层，它可以防止雷暴，而雷暴通常会因地面附近的变暖而发展，并继续提供迫切希望的冷却。