中山大学地理科学与规划学院教授刘小平/罗明团队与中国科学院地理科学与资源研究所研究员裴韬团队合作，首次揭示了全球变暖背景下气温冷暖翻转（即气温在几天内由异常偏暖快速转变为异常偏冷，或由异常偏冷快速转变为异常偏暖的极端事件）的新现象。4月22日，相关成果在线发表于《自然-通讯》（Nature Communications）。

“我们研究发现该现象在全球大多数地区呈频次增多、强度加剧、翻转加快的严峻态势；这一趋势在未来高浓度温室气体排放情景下将进一步加剧，且这类事件的全球人口暴露风险将增加一倍以上，其中低收入国家的人口暴露风险更为严峻。”论文共同通讯作者兼共同第一作者罗明对《中国科学报》表示。

全球气候变化加剧了气候系统的不稳定性，气温冷暖急剧交替的“过山车”式变化给社会和生态系统适应与缓冲的时间极短，其影响可能比单一异常偏暖或偏冷事件更为严重。为此，该团队致力于探究这类气温快速翻转现象的变化规律，以提升社会应对极端天气气候灾害的能力。

研究团队构建了识别和表征极端气温冷暖翻转事件的方法体系，综合分析了多套气象观测、再分析和气候模式模拟数据，以确保结果的可靠性。经过初步验证，研究团队构建的方法能够有效识别历史上发生的典型冷暖快速翻转案例。

研究团队通过对天气系统急剧变化的观察，发现了这一气温快速翻转现象，并于2022年开始将该想法付诸实践。从海量气象数据中“捕捉”气温快速翻转事件，是研究面临的首要难题。为解决这一难题，团队成员不断地精练算法，并借助服务器等高性能计算资源。

论文共同第一作者、中山大学地理科学与规划学院博士后吴思佳表示，该研究首次系统刻画了全球陆地范围内气温冷暖翻转事件的时空分布特征，发现这类事件广泛分布于全球中高纬度地区。自20世纪中期以来，冷暖翻转事件频次增加、强度加剧、转变加快，且未来在高排放情景下这一趋势将进一步加剧。与历史基准时期（1961~1990年）相比，SSP5-8.5高排放情景下本世纪末期（2071～2100年），全球此类事件的频次将增加6.73-8.03%，强度加剧7.16~7.32%，翻转时间则将加快2.47~3.24%；相应的人群暴露风险将增加一倍以上，尤其以低收入国家更为严重（其增幅为全球平均增幅的4.08~6.49倍）。如果不加以有效的气候变化缓解措施，人类将在更暖的未来面对更频繁且更剧烈的“过山车”式极端翻转事件及其叠加影响。

该研究有助于增强对气候系统复杂性的认识。“以往研究大多考虑单一高温热浪或寒潮低温事件，而我们的研究关注两类极端事件之间的快速翻转。”罗明指出，研究成果对提升人类社会应对极端气候复合风险的能力具有重要意义，相关部门也可据此改进早期预警系统，从而降低农业、能源以及公共安全等领域的损失。

接下来，研究团队将进一步深入探索气温冷暖翻转事件的局地和遥相关机制，并定量评估其对作物减产、生态失调、电力负荷及公共健康等不同领域的影响，为制定防范极端天气气候事件的对策提供科学依据。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-58544-5