浸大领导研究建构模型预测中国同时出现热浪和空气污染频率

星期日,2023年7月23日

香港浸会大学(浸大)领导的研究团队建构出一个统计模型,利用西太平洋、西印度洋和罗斯海春季暖化的模式,预测中国在夏季同时出现热浪和空气污染的频率。这个模型为政府当局和公众提供有用的资讯,让他们及早采取行动,减轻这种双重灾害造成的破坏。

研究结果已发表于国际学术期刊《Proceedings of the National Academy of Sciences》(PNAS)。

热浪和空气污染同时出现愈趋频繁

近期全球暖化问题化再次引起广泛关注。全球平均气温在今年七月的第一周,三度打破有史以来的最高记录,达17.23°C。北半球广泛地区,包括亚洲、非洲、欧洲和北美的多个国家和地域,均受热浪侵袭。

由于气温上升会增加臭氧的形成,故此炎热和阳光猛烈的天气,往往与空气污染一起出现。而同时暴露于热浪和空气污染的极端环境,其叠加效应会对人类健康和生态系统造成更大损害。然而,对于如何理解热浪和空气污染同时出现的现象,外界较少关注。

由浸大地理系教授高蒙教授,以及中国科学院大气物理研究所研究员王自发博士领导的研究小组,就中国在2005至2021年期间,夏季同时出现热浪和臭氧污染的地域分布和时间变化进行分析。

高教授表示:「我们发现臭氧污染和热浪在华北平原愈来愈严重和频繁。这个区域涵盖中国一些人口最稠密的城市和省份,如北京、天津、河北、山东、河南、安徽和江苏。在2005至2021年,同时出现臭氧污染和热浪的日子,超过八成都发生在热浪侵袭的时候。」

海洋暖化对热浪和臭氧污染的影响

研究人员采用常用于气候研究的统计学工具「经验正交函数分析」,发现西太平洋、西印度洋和罗斯海(位于南极洲南冰洋的一个深海湾)在春季的暖化情况,与同时出现热浪和臭氧污染的频率有关。

研究小组的结论是,这三个海洋在春季出现海面温度异常,会对气压、风的流动、降水和地面辐射等造成影响,这些都是引致华北平原在夏季同时出现热浪和空气污染极端情况的重要因素。

统计模型有助及早预测

根据这些研究发现,研究团队开发出一套以回归分析为基础的统计模型,以西太平洋、西印度洋和罗斯海在春季的海面温度为参数,预测中国在夏季同时出现热浪和臭氧污染的机率。这有助政府部门和公众提前一季或数个月作好准备。

高教授指出:「如预测显示未来数月将出现更多热浪和臭氧污染极端情况,相关政府部门可以发出警告,并采取纾缓措施,以便农业或其他相关行业,以及容易受这些极端情况影响的群体,采取行动以减轻影响。当局还可以通过订定更严格的管制目标,优化空气污染和温室气体的管理计划,又或为发电模式进行协调。」

展望未来,研究小组希望进一步开发统计模型,预测远至数年后同时出现热浪和空气污染的情况,以提升国家管理相关灾害的能力。

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浸大地理系教授高蒙教授希望统计模型能预测中国在夏季同时出现热浪和空气污染的情况,有助减轻这种双重灾害造成的破坏。