与局地地表和大气条件相关的复合极端高温与污染全球热点

为何高温与污染的叠加危险重重

世界各地的人们正面临越来越多不仅令人难以忍受的高温天，同时空气中也充斥着细颗粒物的日子。本研究考察了这种“双重问题”最常发生的地点以及促成其发生的天气模式，帮助社区理解并为这一日益增长的气候与健康威胁做好准备。

双重威胁最常出现的地区

研究人员利用基于卫星与地面的一公里分辨率数据，将2003年至2020年间的全球日子分为三类：极热日、严重污染日以及两者同时发生的日子。他们发现，仅有的极端高温多见于北非、西亚和澳大利亚西北部，而单纯的严重污染则在中非、印度北部和中国部分地区最为常见。最引人注目的是高温与污染同时发生的日子，这类日子在非洲大片地区、南亚、东南亚以及美国和中国的部分地区聚集。

两个全球热点尤为突出

在所有地区中，撒哈拉以南非洲与横跨巴基斯坦和印度部分地区的印度河流域堪称真正的热点。平均来看，这两个地区每年约有三个月的时间既极热又严重污染，而且这些事件也比其他地区更为剧烈且持续时间更长。这两处地形不同：撒哈拉以南非洲包括接近撒哈拉南侧的广阔高原，而印度河流域则是被高山环绕的低洼平原。但两者都创造了高温与脏空气共同积聚并停留的条件。

地表发生了什么

团队研究了在不同类型极端日子里关键地表条件的变化，重点包括温度、降雨、湿度、云量以及入射与出射辐射。在撒哈拉以南非洲，仅高温的日子带来更高的温度、更少的降雨和湿度、更少的云以及更强的日照，这些因素相互强化，使土地更加干燥和升温。仅污染的日子则几乎相反，表现为更凉、更湿、更多云的条件，有利于颗粒物滞留和凝结增长。当高温与污染同时出现时，该地区仍然经历强烈的增温，但降雨和湿度的下降会因颗粒物存在和云特性的变化而有所减弱，这些变化改变量了阳光的吸收与反射方式。

气流如何塑造风险

在更高的大气层中，伴随这些事件的气流格局在两个热点之间有所不同。在撒哈拉以南非洲，复合事件常伴随中高层大气的下沉，这抑制云的形成，有助于地表增温，同时减缓本地产生的污染物向上逸散。在印度河流域，一个从近地面延伸到对流层上部的强高压系统占主导。这种格局促成广泛的下沉、晴朗的天空和热量积累，同时将周边沙漠扬起的尘埃和邻近区域的人为排放输送到河谷内，四周的山脉限制了通风，使得高温与污染得以累积。

地表、大气与人之间的连锁反应

在两个热点的复合热污染事件期间，地表与大气进入自我强化的循环。高温使土壤干燥、增加对水的需求，降低了降雨净化空气的能力。随着云量减少和日照增强，地表进一步升温，植物及其他源释放更多可形成新颗粒物的气体，且部分既有颗粒成分吸收阳光，使近地表的空气变暖。与此同时，近地面稳定而温暖的层结与大尺度环流格局限制了垂直混合，导致污染空气滞留在人们生活的区域。

对日常生活的意义

这项研究表明，世界上一些最脆弱的地区已经频繁地经历致命的高温与不健康空气同时到来的日子，其成因是局地地表条件与大尺度天气模式的共同作用。对地面人群而言，这些发现强调了同时跟踪高温与空气质量的预警系统的必要性，以及通过城市与区域规划来降温社区并减少排放的需求。通过揭示这些复合极端事件在何处以及如何形成，该研究为在变暖和污染加剧的世界中设计减少健康风险的实际措施提供了科学依据。

引用: Huang, Z., Luo, M., Wu, S. et al. Global hotspots of compound extreme heat-pollution linked to local surface and atmospheric conditions. Commun Earth Environ 7, 457 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03460-9

关键词: 极端高温, 空气污染, PM2.5, 撒哈拉以南非洲, 印度河流域