我院科研团队发文揭示土壤湿度-大气反馈过程对全球干、湿热浪的差异化影响机制

近日，我院袁山水教授团队基于陆气耦合情景下的气候对比实验以及偏微分方程解析，揭示了土壤湿度-大气反馈（Soil moisture-atmosphere feedback, SAF）对干、湿热浪的差异化影响，并从“增温”与“减湿”相互竞争的角度阐明相关机理。该研究成果以“Contrary effects of soil moisture-atmosphere feedback on dry and humid heatwaves”为题，发表在《自然­通讯》（Nature Communications）上。

受气候变暖影响，极端天气事件日趋频发。其中，高温与高湿并存的湿热浪事件正对全球多个地区构成严峻挑战。这种温湿协同升高的组合会显著削弱人体体温调节能力，大幅增加户外工作者罹患热病乃至死亡的风险，对人类健康的威胁远超仅以高温异常为特征的干热浪。尽管科学界已经逐步认识到陆气相互作用在调节极端高温过程的关键作用，但湿热浪所受关注仍明显不足。针对上述不足，我校袁山水教授团队与南京信息工程大学、加州大学洛杉矶分校合作，开展了有无陆气耦合情景的气候对比实验以及偏微分方程分析，揭示了土壤湿度-大气反馈对干、湿热浪的差异化影响机制，并从“增温”与“减湿”相互竞争的角度阐明了全球湿热浪响应的区域化差异（图1）。

研究发现：与SAF对干热浪的全域性放大效应不同，SAF对湿热浪的影响具有明显的纬度依赖性。在SAF较强的中低纬度地区，SAF可使湿热浪的持续时间和强度降低20%-40%；而在高纬度地区，SAF则会使湿热浪的持续时间和强度增加50%以上。这种空间异质性主要源于SAF所引发的增温效应与水分消耗之间的竞争。具体而言，在中低纬度强耦合区，SAF通过降低近地层相对湿度对湿球温度产生的冷却效应，主导了其同时伴随的升温效应；而在高纬度地区，升温效应则占主导地位。

该研究揭示了SAF通过温湿耦合调控极端高温的双重机制，为面向干、湿热浪的区域适应性对策制定提供了新的科学依据，也为深化对陆气相互作用及其在气候变化中复杂角色的理解提供了科学支撑。

水灾害防御全国重点实验室为第一单位，河海大学袁山水教授、南京信息工程大学季鹏副教授为论文共同通讯作者，河海大学博士后陈思思为第一作者，其他合作者还包括加州大学洛杉矶分校博士徐启波，我院鲁春辉教授、张建云院士等。研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金、水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室开放课题、中央高校基本科研业务费专项资金以及江苏省基础研究计划的资助。

论文链接：Chen, S., Ji, P., Yuan, S., Xu, Q., Lu, C., & Zhang, J. Contrary effects of soil moisture-atmosphere feedback on dry and humid heatwaves. Nature Communications (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70210-y