近日,我系周文教授团队关于全球变暖背景下极端降水扩张与人口暴露变化的研究成果,被国际权威期刊 Nature Climate Change 选为 Research Highlights。该成果以“Decoupling Between Heavy Precipitation Expansion and Population Exposure in a Warming World”为题发表于 Earth’s Future,聚焦未来极端降水风险如何受到气候变化与人口分布变化的共同影响。
随着全球变暖加剧,极端降水事件预计将变得更加频繁和强烈。然而,极端降水对人类社会造成的影响,并不只取决于降水本身是否增强,也取决于强降水是否发生在人口密集地区。因此,理解极端降水空间范围变化与人口暴露变化之间的关系,对于评估未来气候风险和制定适应策略具有重要意义。
研究团队结合气候观测、气候模式模拟和人口情景预测,系统分析了全球变暖背景下极端降水范围扩张与人口暴露变化的关系。研究发现,在高排放情景下,全球日极端降水范围扩张速度显著快于中等排放情景;但人口暴露变化并不简单跟随极端降水范围变化,而是受到人口增长和空间再分布的强烈调节。部分亚洲和南美洲地区尽管极端降水增加,人口暴露可能下降;而北美、非洲、欧洲和大洋洲部分地区则可能因人口增长和再分布而面临更高暴露风险。该研究表明,未来极端降水风险并不是单纯的“雨下得更强”,更取决于“雨下在哪里、那里有多少人”。
论文第一作者为武汉理工大学副研究员周晗,复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院周文教授为通讯作者。该研究为周晗在香港城市大学周文教授课题组从事博士后研究期间相关工作的后续成果,由复旦大学、武汉理工大学等单位合作完成。相关成果为理解全球变暖背景下极端降水风险变化提供了新的科学认识,也为区域气候适应和风险管理提供了重要参考。
论文信息:
Zhou, H., Huang, J., Zhang, Y., Fan, X., Chen, X., Sun, Y., & Zhou, W. (2026). Decoupling between heavy precipitation expansion and population exposure in a warming world. Earth’s Future, 14, e2025EF007771. https://doi.org/10.1029/2025EF007771

图1全球强降水空间范围与人口暴露度关联研究的概念示意图。(A)研究基于时长为20年的全球逐日降水长序列数据,涵盖历史观测数据与未来预估数据;(B)筛选出任一格点M(经度、纬度)满足50mm/日强降水阈值的时间集合T;(C)针对每个满足阈值条件的时刻,以格点M为中心建立扫描窗口,统计强降水场中格点M与其余格点构成的点对数量;(D)基于空间相关性与各向异性特征计算格点M在多个方向上的空间相关长度;(E)得到格点M对应的强降水空间范围;(F)统计格点M对应强降水空间范围内的暴露人口数量;(G)分析历史与未来阶段强降水空间范围与人口暴露度的关联关系。

图5全球陆地区域日强降水(≥50mm/日)空间范围对应的区域人口暴露度分布。(A-B)分别呈现SSP2-4.5与SSP5-8.5两种情景下人口暴露度的未来变化趋势,黑色标注代表通过 0.05显著性检验的趋势;(C-N)展示了不同大洲内人口暴露度发生显著变化的区域,涵盖基于ERA5、GPM、TRMM三套历史数据的暴露人口统计,以及SSP2-4.5、SSP5-8.5情景下暴露人口的统计特征与变化趋势,图中黑色线条为趋势拟合线,灰色阴影区域表示第10-90百分位取值区间,标注数值分别对应趋势斜率(单位:百万人/20年)与显著性水平;涉及的12个研究分区依次为东亚(EAS-ASIA,C)、青藏高原(TIB-ASIA,D)、南亚(SAS-ASIA,E)、澳大利亚东部(EAU-OCEANIA,F)、非洲东南部(SEAF-AFRICA,G)、非洲西部(WAF-AFRICA,H)、南美洲东北部(NES-SOUTH AMERICA,I)、南美洲东南部(SES-SOUTH AMERICA,J)、中美洲南部(SCA-CENTRAL AMERICA,K)、北美洲东部(ENA-NORTH AMERICA,L)、欧洲东北部(NEU-EUROPE,M)与欧洲中西部(WCE-EUROPE,N),分区方案详见图S2。
