北师大气候变化与水文过程团队在《Earth’s Future》发文，揭示日益严重的高温干旱极端事件加剧了复合火灾天气风险

以下文章来源于气候变化与水文过程 ，作者范雪薇

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研究背景

近年来，全球多个地区记录到了野火活动的显著增长。破坏性的火灾不仅对社会和经济造成了沉重打击，还对生态系统产生了深远影响，表现为人员伤亡、住宅和其他财产的损坏，以及空气和水资源的广泛污染等。这些不利后果突出了深入理解火灾风险的重要性，以便更好地支持野火适应和减缓措施的实施。复合气候极端事件因多种灾害的同时发生可能放大对社会和生态系统的影响而受到越来越多的关注。由于多种物理过程在空间和时间尺度上的复杂相互作用，野火、热浪和干旱经常同时出现。在气候变暖背景下，预计更严重的干旱条件将导致野火的发生频率和强度上升。然而，目前大多数现有的火灾风险评估倾向于关注总体的火灾风险，而忽略了识别和分类特定的火灾危害，特别是由热浪和/或干旱共同发生所加剧的火灾风险。

因此，本研究使用气候再分析数据和CMIP6气候模式数据对干热条件下复合火灾天气的变化特征进行了系统的定量分析，深入探讨了影响复合火灾天气变化的关键驱动因素，并对复合火灾天气未来的发展趋势进行了预估。研究成果旨在为复合火灾天气的应对提供关键信息，协助决策者更有效地规划未来风险。

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主要结果

本研究对1981–2020年间复合火灾天气（CFW）和其他火灾天气（OFW）事件的特性进行了比较分析。结果显示，在过去四十年中，OFW事件的发生频率高于CFW事件频率（分别占火灾天气总频率的54%和46%）。然而，CFW事件的累积强度占所有火灾天气事件累积强度的55%，超过了OFW事件的累积强度（45%）。这一结果强调了与热浪、干旱复合的火灾天气事件往往具有更高的强度。此外，研究发现CFW事件的频率在全球几乎所有地区都有所增加（全球平均增加0.6天/年），而OFW事件的频率变化并不显著（全球平均频率呈现出微弱的下降趋势）。对于火灾天气强度而言，CFW事件强度的增加趋势（全球平均每年0.4%）大于OFW事件强度的增加趋势（全球平均每年0.2%）。

图1 复合火灾天气（CFW）事件与其他火灾天气（OFW）事件相关指标的比较。图（a）和图（b）分别显示了1981–2020年CFW和OFW事件的总频率和累积强度的概率分布，饼图显示了CFW和OFW事件对总体火灾天气事件的贡献比例，图c、图d、图e和图f分别为1981–2020年间CFW事件频率、CFW事件强度、OFW事件频率和OFW事件强度的变化趋势，全球平均趋势显示在四幅子图的左下方

气温变化是驱动CFW事件频率和强度变化的最主要因素。具体来说，在CFW事件频率和强度呈现显著变化的区域中，有81.7%（72.1%）的格点显示气温变化与CFW事件的频率（强度）变化存在显著相关性。相对湿度为影响CFW事件频率和强度变化的第二重要因素。相比之下，降水量和风速的变化对CFW事件特征的贡献相对较小，影响OFW事件变化趋势的驱动因素排名与CFW事件一致。

图2 火灾天气变化趋势的主导驱动因素，图（a）为CFW，图（b）为OFW

人为气候变化已经增加了全球大部分陆地区域的CFW事件发生频率和强度（风险比（RR）> 1）。特别是亚马逊地区，人为气候变化导致CFW事件的频率和强度分别增加了2倍多和1.3倍。仅温室气体强迫下RR值的进一步增加表明，CFW事件的频率和强度对温室气体驱动的气候变化有明显的响应，且具有模型间一致性。相反，人为气溶胶的排放部分抵消了温室气体对CFW事件频率和强度的增加效应（大部分陆地区域的RR < 1）。

图3 不同人为强迫条件下的风险比（RR），历史全强迫（Hist-ALL；图a, b）、历史仅温室气体强迫（Hist-GHG；图c, d）、历史仅人为气溶胶强迫（Hist-AER；图e, f），子图中阴影区域表示至少75%的CMIP6模式显示RR > 1

从全球平均角度来看，CMIP6模式预估CFW事件的频率和强度在21世纪将持续增加，而OFW事件频率将大幅减少，但其强度变化幅度不大。气候效应是影响未来CFW事件人口暴露度增加的主要因素，到本世纪末期， SSP5-8.5情景下由气候效应引起的CFW风险暴露度约占总暴露度的62.6%。对于OFW事件，人口暴露度的未来变化主要由人口效应驱动。因此，迫切需要制定气候行动计划以减少未来由干热事件加剧的火灾天气人口暴露。

图4 气候变化、人口变化及其交互作用对未来火灾天气事件暴露度的影响，图（a）和图（b）分别为SSP2-4.5和 SSP5-8.5情景下CFW事件的人口暴露度变化，图（c）和图（d）展示了SSP2-4.5和 SSP5-8.5情景下OFW事件的人口暴露度变化。在每个子图中，左侧的折线图代表由人口变化（绿色）、气候变化（紫色）及其交互效应（蓝色）引起的人口暴露度变化，而右侧柱状图代表同一变量在未来三个时期对人口暴露度变化的贡献百分比

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论文信息

该研究成果以“Escalating hot-dry extremes amplify compound fire weather risk”为题，发表在美国地球物理学会（AGU）著名期刊《Earth’s Future》（IF = 8.2），范雪薇博士为论文第一作者，缪驰远教授为论文通讯作者。

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原文链接

https://doi.org/10.1029/2023EF003976

转自：“生态遥感前沿”微信公众号

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