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城市建设学院高涛团队在中国极端热带气旋降水社会经济暴露度研究领域取得新进展

发布时间:2026-07-01文章来源: 浏览次数:

近日,城市建设学院高涛教授团队在国际气象学期刊《Journal of Hydrometeorology》在线发表了最新研究成果“Increasing Socioeconomic Exposure to Extreme Tropical Cyclone Precipitation over China”(中国极端热带气旋降水的社会经济暴露度日益增加)。该成果第一作者为杨钰杰,通讯作者为高涛教授,合作者包括来自凯斯西储大学、伍兹霍尔海洋研究所、华北电力大学、北卡罗来纳州立大学及科罗拉多大学博尔德分校等多所国内外科研机构的学者。

热带气旋(台风)引发的极端降水是导致沿海及内陆地区建筑倒塌、人口集聚和重大经济损失的主要自然灾害之一。尽管已有大量研究聚焦于热带气旋带来的强风破坏,但针对极端降水及其引发的内陆洪涝灾害的社会经济影响评估相对不足。特别是自20世纪80年代以来,中国经历了快速的城市化和经济腾飞,人口和经济高度向极易受台风影响的中东部及东南沿海地区聚集。在全球气候变暖的背景下,热带气旋的降水特征正在发生显著改变,系统探究极端热带气旋降水的致灾危险性与社会经济(人口和GDP)暴露度的时空演变特征,对于新时期制定科学有效的防灾减灾策略至关重要。

该研究利用1961-2020年长序列、高分辨率的中国日降水观测网格数据(CN05)与国际最佳路径档案(IBTrACS)数据,结合高分辨率(1公里)的人口与GDP空间分布数据,在全国尺度探究了过去60年间热带气旋降水极值及其社会经济暴露度的变化。结果发现,中国中南部及部分沿海地区(如长三角地区)的极端热带气旋降水呈现出显著增加的趋势。基于改进的热带气旋降水暴露指数(TCPEI),研究指出社会经济暴露度出现了增长:与历史早期(1961-2000年)相比,在近期(1981-2020年)遭遇极端强降水(> 200毫米)的全国人口暴露度增加了约27%(约5900万人),GDP暴露度增加了约17%(约3400亿美元),其中山东、福建、江苏、安徽和浙江等省份的暴露度相对增幅最为显著。

为进一步探究这种暴露度增加背后的物理与社会机制,该研究对降水特征及热带气旋动力学过程进行了深入剖析。结果发现,社会经济暴露度的激增虽然是由气候危险性和社会经济发展共同决定的,但近期暴露度的上升主要由极端降水强度和持续时间的增加所驱动。具体表现为,由于沿海地区热带气旋平移速度的显著减慢(尤其是向西北方向移动的慢速台风频次大幅增加)以及降水效率的提高,导致降水的持久性和累积量大幅提升,使得极端降水风险不断向内陆扩张。与此同时,过去几十年快速的城市化和经济扩张则进一步放大了这些极端降水灾害的脆弱性与社会经济影响。

综上所述,该研究基于长序列高分辨率观测资料和多源社会经济数据,系统揭示了物理降水风险演变与社会经济分布之间的内在联系,不仅为理解气候变化背景下中国极端热带气旋降水风险的日益加剧提供了有力的观测证据,也强调了采用“灾害-暴露度”综合评估框架的重要性。这一发现为高风险地区优先制定基础设施建设、城市规划和政策干预等气候适应性策略提供了重要参考和科学依据。

该成果发表后,受到国际同行的关注。美国气象学会(AMS)将其选为月度“科学预览”(Science Preview)新闻通讯的亮点文章,并向相关领域的记者与科研人员进行推介。AMS在官方新闻网站及Eurekalert科学新闻平台对该研究进行了报道,并指出其在探讨热带气旋降水与沿海社会经济风险关联方面,提供了一个有价值的科学视角。

图1. 1961—2020年中国热带气旋降水(TCP)的年际趋势。每个格点的趋势基于Sen斜率估算。(a)总TCP,(b)最大TCP,(c)平均TCP,(d)最大日TCP,(e)TCP日数,(f)最大TCP持续时长。黄色圆点表示趋势通过了95%置信水平的统计显著性检验。

图2. 早期(1961—2000年)与晚期(1981—2020年)基于事件的累计50 mm、100 mm和200 mm TCP事件的重现期(RP,单位:年)对比。(a)、(b)分别为早期和晚期50 mm TCP事件的重现期;(c)、(d)分别为早期和晚期100 mm TCP事件的重现期;(e)、(f)分别为早期和晚期200 mm TCP事件的重现期。

发表文章列表:

Yang, Y., Gao, T., Xu, Y., Yu, Y., Liu, X., Xie, L., Zhang, W., Zhang, B., Guo, X., Long, X., & Zhu, G. (2026). Increasing Socioeconomic Exposure to Extreme Tropical Cyclone Precipitation over China. Journal of Hydrometeorology, 27(6), 937-949. https://doi.org/10.1175/JHM-D-25-0216.1

文章链接:https://doi.org/10.1175/JHM-D-25-0216.1

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