近年来，在短时间内同时影响北半球多个地区的同步极端热浪事件频发，对生态系统、经济发展和人类健康构成严重威胁。揭示并深入理解这类同步极端热浪的时空演变特征，已成为当前亟待突破的关键问题。中国科学院大气物理研究所地球系统数值模拟与应用全国重点实验室刘屹岷研究员、吴国雄院士、胡文婷副研究员，联合中国气象科学研究院姜继兰副研究员和中国环境科学研究院包文博士，基于复杂气候网络方法，系统识别了北半球同步极端热浪的热点区域与同步路径，并揭示了大尺度大气环流及陆气反馈过程在其中的关键作用。

研究团队首先基于事件同步方法，构建了刻画整个北半球所有陆地格点对之间极端热浪同步性的同步气候网络。结果表明，欧洲、阿拉伯半岛西部、东亚、东南亚、北美西部和南部以及格陵兰岛区域为同步极端热浪的热点区域（图1）。在此基础上，通过建立刻画不同热点区域与整个北半球极端热浪之间同步性的同步网络，进一步识别了不同热点区域对应的关键同步路径，即东南亚和北美西部热点区域主要和里海地区的热浪同步发生，东亚和北美南部则主要和欧洲中北部区域的热浪同步发生。

研究进一步构建了表征不同同步路径的同步指数，并识别出强同步年。通过对强同步年的大气环流场进行合成分析表明，东南亚-里海和东亚-中北欧同步型主要受控于西北-东南向跨纬度传播的罗斯贝波列，而北美西部-里海和北美南部-中欧同步型的发生则主要受中高纬纬向传播波列的影响（图2）。总体而言，同步热浪发生区域均对应着反气旋性环流异常和局地偏干的土壤湿度，二者的共同作用会显著提升同步热浪的发生概率。

以上工作系统勾勒出了北半球同步热浪的热点区域及其同步路径，同时揭示出了跨纬度的同步联系及其背后的环流机制，并为未来进一步厘清动力过程与热力作用在同步热浪增强中的相对贡献奠定了重要基础。

该研究成果于近期发表在期刊Journal of Climate上，题目为“Mapping Synchronous Heatwaves in the Northern Hemisphere: Insights from Climate Network Analysis”，论文第一作者为中国气象科学研究院的姜继兰副研究员，通讯作者为中国科学院大气物理研究所的刘屹岷研究员。本研究得到国家自然科学基金项目（42405025 和 42288101），中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（2025YSKY-49）和国家重大科技基础设施项目“地球系统数值模拟装置”的支持。

参考文献

Jiang, J., Bao, W., Hu, W., Wu, G., & Liu, Y. (2026). Mapping Synchronous Heatwaves in the Northern Hemisphere: Insights from Climate Network Analysis. Journal of Climate, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-25-0328.1

图1 基于1979–2022时段北半球所有陆地格点对之间极端热浪同步性所构建同步气候网络节点的度值（a, c）及其趋势（b, d）。斜线区域表示趋势通过显著性水平为0.05的显著性检验。图中蓝色、红色、紫色、灰色和洋红色方框分别代表欧洲、东亚、中南半岛、北美西部和北美南部同步热浪热点区域。 

 图2 强同步年200-hPa波活动通量（绿色矢量；单位：m2 s–2）和位势高度异常（阴影；单位：m）的合成。（a）–（d）依次对应于中南半岛-里海同步型、东亚-中北欧同步型、北美西部-里海同步型、北美南部-中欧同步型热浪的强同步年。斜线区域表示通过了显著性水平为0.05的Bootstrap重采样显著性检验。紫色、红色、灰色和洋红色实线框分别表示中南半岛、东亚、北美西部和北美南部关键区，虚线框表示相对应的同步区域。