随着气候变暖，高温热浪日益频繁，对城市居民健康和城市环境构成了严峻挑战。当高温热浪发生时，城市和农村的气温都会上升，但二者升温幅度通常存在差异。当城市升温幅度高于农村时，城市热岛效应与热浪的叠加作用将显著加剧热暴露风险，因此深入理解城市热岛效应与热浪的相互作用对于制定高温应对与减灾策略至关重要。然而，目前学界对城市热岛效应在热浪期间是增强还是减弱尚存在争论。
近期，中国科学院大气物理研究所地球系统数值模拟与应用全国重点实验室袁星研究员团队王琳瑛副研究员，联合美国波士顿大学李丹教授在《Geophysical Research Letters》发表文章，利用陆面模式CLM5及地表能量平衡分析方法，系统分析了美国不同地区城市热岛与热浪相互作用的空间差异及其物理机制。研究结果表明，美国东部和西部地区在热浪期间城市热岛增强效应；而在美国中部地区，城市热岛效应在在热浪期间却表现出减弱趋势。进一步研究发现，饱和水汽压差（VPD）对城乡蒸散发的差异性影响是导致这种区域差异的重要原因。美国中部地区热浪期间较高的VPD显著抑制农村地区的植被蒸散发，减弱了农村的蒸发冷却效应，从而缩小城乡温差，削弱城市热岛效应。此外，未来气候变暖情景下，中部地区的VPD预计将进一步增强，这种负反馈效应（即城市热岛在热浪期间减弱的趋势）将更加显著。
本研究揭示了VPD作为关键环境胁迫因子对城市热岛与热浪相互作用的重要调控作用，拓展了以往研究局限于土壤湿度的视角，为深入理解极端高温事件下城市气候响应机制提供了新的科学认识。
图1. 历史和未来RCP8.5情景下热浪与非热浪时段城市热岛效应的差异及其关键驱动因子。（a-c）城市热岛效应的变化，（d-f）城乡蒸散发差异的变化，（g-i）饱和水汽压差的变化
论文信息:
Wang,?L.,?Li,?D., ?Yuan,?X.?(2025).?The role of vapor pressure deficit in the CLM simulated interaction between urban heat islands and heat waves over CONUS.?Geophysical Research Letters,?52, e2024GL113257.?10.1029/2024GL113257
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