野火与人类生存、社会经济和生态系统等息息相关。随着全球变暖，全球野火的发生频次增多，影响范围也越来越大。中亚是世界地缘政治的核心区，也是“一带一路”的必经之地，它地处亚欧大陆腹地，气候干燥，夏季野火频发，且存在较大的年际变化，严重威胁着当地以及周边国家和地区的社会经济和生态安全。因此，超前一个季度预测中亚夏季野火对消防管理与防灾减灾具有重要意义。

该研究基于气候-野火间的物理关系以及动力模式在中亚地区的季节气候预测技巧，优选出最佳的气候前期和同期预测因子，构建了针对中亚夏季野火燃烧面积的统计-动力季节预测模型，助力“一带一路”中亚及其周边地区的稳定发展。

图1中亚野火年均燃烧面积与土地覆盖类型

研究表明，前春的暖湿气象异常场与夏季同期的干热气象异常场共同加剧了中亚地区的夏季野火燃烧面积。同时，动力模式对中亚地区的位势高度异常场有较高的季节预测技巧。综合考虑建模的简洁性，研究优选出各一个气候前期因子与一个气候同期因子，即前春的雪水当量与夏季500 hPa位势高度异常场，作为中亚夏季野火燃烧面积的预测变量。

图2夏季气候同期因子与中亚野火燃烧面积以及气候同期因子间的相关性

图3气候前期因子与中亚夏季野火燃烧面积以及气候前期因子间的相关性

图4基于不同气候前期与同期因子组合的模型预测技巧

图5 动力气候模式对中亚地区夏季气候异常场的预测技巧

该研究构建的统计-动力季节预测模型性能优良稳定，1996–2016年期间的历史模拟技巧为0.76，平均交叉验证预测技能为0.62（假设动力预测的气候同期因子完全符合实际情况）。当使用来自ECMWF-S5预测系统的夏季500 hPa位势高度异常场的历史回报作为气候同期因子输入时，该模型同样呈现出较好的预报技巧，预测技巧达0.58，表明该模型有较高的实用价值。

图6 不同预测模型对中亚夏季燃烧面积的预测性能

研究还讨论了前冬季节两个重要的大尺度遥相关信号，即厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）和北大西洋涛动，与中亚夏季500 hPa位势高度异常场的超前相关性。尽管前冬ENSO指数与中亚夏季环流异常场相关性较高，但基于其建立的模型（包括统计和统计-动力模型）预测性能较差，表明目前采用观测的气候前期因子和模式预测的气候前期因子建立的统计-动力模型仍是最理想的。

该研究指出了综合考虑气候物理关联和动力气候模式预测性能可有效的超前一个季度预测区域野火。这些成果对于其他区域建立野火季节预测模型，以及野火的未来预估和历史重建具有重要的参考意义与应用价值。

上述研究成果近期以“Skillful seasonal prediction of summer wildfires over Central Asia”为题，发表在《Global and Planetary Change》(IF="4.956/Q1)期刊上。文章第一作者为博士生潘瑜娴同学，通讯作者为杨静教授。

论文信息：Yuxian Pan, Jing Yang*, Deliang Chen, Tao Zhu, Qing Bao, Peyman Mahmoudi (2023). Skillful seasonal prediction of summer wildfires over Central Asia. Global and Planetary Change.https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2023.104043