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      香港理工大學(xué)在讀博士慶亞敏在港理工深圳研究院王碩教授的指導(dǎo)下于《自然·通訊》（Nature Communications）雜志上發(fā)表了最新研究成果：《Accelerating flash droughts induced by the joint influence of soil moisture depletion and atmospheric aridity》。這項工作探究了全球驟旱的演變速度及其驅(qū)動機(jī)制，識別了全球驟旱的熱點區(qū)域，以幫助決策者制定緩解驟旱和風(fēng)險管理戰(zhàn)略。此外，對驟旱發(fā)展時間尺度的綜合評估為驟旱預(yù)報和預(yù)警系統(tǒng)的實施提供了見解。

第一作者：慶亞敏

通訊作者：王碩

通訊單位：香港理工大學(xué)、香港理工大學(xué)深圳研究院

研究內(nèi)容

1. 2000年至2020年期間大約33.64−46.18% 的驟旱事件在5天內(nèi)形成，全球范圍內(nèi)這些5日尺度的驟旱事件比例呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢。

2. 驟旱最有可能發(fā)生在潮濕和半濕潤地區(qū)，包括東南亞、東亞、亞馬遜盆地、北美東部和南美南部。

3. 大氣干旱為驟旱的發(fā)生創(chuàng)造了適宜的條件，而土壤水分枯竭和大氣干旱的共同影響進(jìn)一步加劇了驟旱的快速發(fā)生。

圖1 基于強(qiáng)度和持續(xù)時間的不同驟旱定義下，驟旱發(fā)生時的土壤濕度變化和發(fā)生頻率的對比。a, b. 土壤濕度變化對比。c, d. 驟旱發(fā)生頻率對比。基于強(qiáng)度的驟旱定義：土壤濕度從40th以上下降到低于20th，相鄰兩候間的土壤濕度下降速率不低于5th，并且土壤濕度在20th以下持續(xù)時間不小于3候。如果土壤濕度恢復(fù)到20th以上，則驟旱結(jié)束。基于持續(xù)時間的驟旱定義：候均地表溫度異常大于一個標(biāo)準(zhǔn)偏差，蒸散發(fā)異常大于0，降水異常小于0，以及土壤濕度小于40th （高溫型驟旱）。候均地表溫度異常大于一個標(biāo)準(zhǔn)偏差，蒸散發(fā)異常小于0，土壤濕度小于40th，以及降水小于40th（缺降水型驟旱）。d. 高溫型驟旱和缺降水型驟旱發(fā)生的總數(shù)。

圖2 不同發(fā)生時間的驟旱事件占總驟旱事件的比例分布及變化。a. 全球不同發(fā)生時間的驟旱事件占比。紅色虛線表示基于三套不同數(shù)據(jù)集的不確定性范圍。b. 21個地區(qū)的不同發(fā)生時間的驟旱事件占比。c，d，e. 發(fā)生時間分別為1、2-3和4-5候的驟旱事件占比的年際變化及趨勢。陰影區(qū)域表示基于三套不同數(shù)據(jù)集的不確定性范圍。

圖4 土壤濕度和飽和水氣壓差之間的關(guān)系。a. 2000−2020年土壤干旱（土壤濕度低于30th）和大氣干旱（飽和水汽壓差高于90th）的PMF值分布。b. 不同百分位數(shù)的土壤濕度和飽和水氣壓差耦合的平均概率（%）。c. 驟旱發(fā)生頻率與土壤干旱和大氣干旱的PMF值的空間關(guān)系（土壤濕度低于30th和飽和水氣壓差高于90th）。d. 驟旱發(fā)生頻率與土壤干旱和大氣干旱的PMF值的空間關(guān)系（土壤濕度低于20th和飽和水氣壓差高于90th）。c和d中的每個點是三套數(shù)據(jù)集結(jié)果的平均值。

圖5 識別驟旱事件的示意圖。a. 驟旱事件完整發(fā)展階段的示意圖。土壤濕度從40th以上下降到20th以下，相鄰兩候的下降率不低于5th，土壤濕度低于20th應(yīng)持續(xù)不少于3候。藍(lán)色實線表示該網(wǎng)格點的候均土壤濕度的變化。橙色和綠色虛線表示40th和20th的土壤濕度的變化。紫色陰影區(qū)域代表驟旱的開始形成階段。b. 驟旱事件在開始形成階段的土壤濕度變化示意圖。

（來源: https://www.nature.com/articles/s41467-022-28752-4）

第一作者：慶亞敏

慶亞敏博士（左三）與王碩導(dǎo)師（左四）及團(tuán)隊合影

      慶亞敏博士自2020年9月加入理大土地測量及地理資訊學(xué)系王碩老師課題組開展博士研究。在全球變暖背景下，驟旱現(xiàn)象可能會成為干旱的一種“新常態(tài)”，已成為當(dāng)前水文氣候?qū)W研究的熱點，亟須進(jìn)行深入探索。因此，慶博士便投入到驟旱的研究中，并在博士一年級完成了該篇有關(guān)驟旱研究的論文，經(jīng)過近20版的反復(fù)修改后，與導(dǎo)師決定向《自然·通訊》投稿。歷時一年，經(jīng)歷了三輪修改，最終三位審稿人對該成果給予了高度評價并推薦發(fā)表。