要炼出好钢有两个关键步骤：持续加热、快速冷却淬火。

近些年，北半球经常出现高温炙烤-暴雨淬火的“炼钢式天气”，即高温热浪–强降水接连发生的复合极端事件。然而，耕地脾性温和，需要温养，很难承受这种由高温干旱向暴雨渍涝的快速转变过程。虽然已有研究发现此类复合事件有增多加剧趋势，但其影响面积的变化趋势及人类活动的贡献仍未被定量揭示出来。同时，尽管已经明确此类复合事件对耕地安全有显著影响，但在北半球尺度上历史时期和未来耕地将遭受的危害还未被厘清。

实验室极端气候事件形成机理团队尹志聪教授和硕士生关宇歆等研究发现，人类活动是高温热浪–强降水急转事件增加的主要推手，且未来将进一步危及北半球耕地乃至粮食安全。相关成果发表于国际期刊Earth's Future。

在加速变暖的背景下，北半球夏季热浪–强降水急转事件影响范围持续扩大。与1961‒1990年相比，1991‒2020年影响面积增加约55%（图1）。人类活动是推动这一增长的主要原因，贡献达到82.2%，其中温室气体排放的作用尤为突出。未来随着气候持续变暖，急转事件影响将进一步增强，耕地暴露面积也将呈现前期快速上升、后期增速放缓并趋于平稳的特征，且在高排放情景下耕地暴露的增加更高。在高排放情景下，到本世纪末（2081‒2100年），耕地暴露度较当前（1991‒2020年）将增加约7.97倍。其中，气候变化是推动耕地暴露增加的主导因素，在高排放情景下其贡献超过八成。在中等排放情景下，耕地的暴露风险大幅下降，表明采取减排措施可以使得部分耕地免受炼钢式天气的威胁，突出了积极应对气候变化的重要性。

图1.在（a）1961‒1990年和（b）1991‒2020年北半球夏季热浪–强降水急转事件的空间分布。玫红色区域表示识别到该类事件的格点，斜线阴影表示多套再分析资料一致识别到该类事件的区域

案例1

2022年6月16‒25日，山东遭受大范围高温热浪，旱情持续发展，农作物受旱面积达406.7万亩。紧接着，26‒27日全省出现大范围暴雨过程，大片耕地由旱转涝。

案例2

2022年7月中下旬，美国密苏里州遭遇严重的高温并持续至24日，53个县进入干旱状态。然而，25‒26日该州遭遇严重洪灾，导致1659英亩的玉米和大豆种植区约被洪水淹没。

论文信息：

Guan, Y., Li, W., Yin, Z., Wang, H. (2026). Increasing population and cropland exposure to human-induced sequential heatwave-downpour events.Earth's Future, 14, e2025EF007442. https://doi.org/10.1029/2025EF007442