中山大學地理科學與規劃學院教授劉小平/羅明團隊與中國科學院地理科學與資源研究所研究員裴韜團隊合作，首次揭示了全球變暖背景下氣溫冷暖翻轉（即氣溫在幾天內由異常偏暖快速轉變為異常偏冷，或由異常偏冷快速轉變為異常偏暖的極端事件）的新現象。4月22日，相關成果在線發表于《自然-通訊》（Nature Communications）。

“我們研究發現該現象在全球大多數地區呈頻次增多、強度加劇、翻轉加快的嚴峻態勢；這一趨勢在未來高濃度溫室氣體排放情景下將進一步加劇，且這類事件的全球人口暴露風險將增加一倍以上，其中低收入國家的人口暴露風險更為嚴峻。”論文共同通訊作者兼共同第一作者羅明對《中國科學報》表示。

全球氣候變化加劇了氣候系統的不穩定性，氣溫冷暖急劇交替的“過山車”式變化給社會和生態系統適應與緩沖的時間極短，其影響可能比單一異常偏暖或偏冷事件更為嚴重。為此，該團隊致力于探究這類氣溫快速翻轉現象的變化規律，以提升社會應對極端天氣氣候災害的能力。

研究團隊構建了識別和表征極端氣溫冷暖翻轉事件的方法體系，綜合分析了多套氣象觀測、再分析和氣候模式模擬數據，以確保結果的可靠性。經過初步驗證，研究團隊構建的方法能夠有效識別歷史上發生的典型冷暖快速翻轉案例。

研究團隊通過對天氣系統急劇變化的觀察，發現了這一氣溫快速翻轉現象，并于2022年開始將該想法付諸實踐。從海量氣象數據中“捕捉”氣溫快速翻轉事件，是研究面臨的首要難題。為解決這一難題，團隊成員不斷地精練算法，并借助服務器等高性能計算資源。

論文共同第一作者、中山大學地理科學與規劃學院博士后吳思佳表示，該研究首次系統刻畫了全球陸地范圍內氣溫冷暖翻轉事件的時空分布特征，發現這類事件廣泛分布于全球中高緯度地區。自20世紀中期以來，冷暖翻轉事件頻次增加、強度加劇、轉變加快，且未來在高排放情景下這一趨勢將進一步加劇。與歷史基準時期（1961~1990年）相比，SSP5-8.5高排放情景下本世紀末期（2071～2100年），全球此類事件的頻次將增加6.73-8.03%，強度加劇7.16~7.32%，翻轉時間則將加快2.47~3.24%；相應的人群暴露風險將增加一倍以上，尤其以低收入國家更為嚴重（其增幅為全球平均增幅的4.08~6.49倍）。如果不加以有效的氣候變化緩解措施，人類將在更暖的未來面對更頻繁且更劇烈的“過山車”式極端翻轉事件及其疊加影響。

該研究有助于增強對氣候系統復雜性的認識。“以往研究大多考慮單一高溫熱浪或寒潮低溫事件，而我們的研究關注兩類極端事件之間的快速翻轉。”羅明指出，研究成果對提升人類社會應對極端氣候復合風險的能力具有重要意義，相關部門也可據此改進早期預警系統，從而降低農業、能源以及公共安全等領域的損失。

接下來，研究團隊將進一步深入探索氣溫冷暖翻轉事件的局地和遙相關機制，并定量評估其對作物減產、生態失調、電力負荷及公共健康等不同領域的影響，為制定防范極端天氣氣候事件的對策提供科學依據。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-58544-5