气候变化的大背景下,高温热浪（连续的异常高温过程）在全球范围内持续增多、增强,给自然系统和人类社会造成了显著影响。同时,高温热浪的复杂性进一步加大,表现出极端化和多样化的特点。因此,本文聚焦中国区域不同强度和类型的高温热浪,采用观测、再分析以及气候模式模拟资料,针对其演变特征、发生机理、未来变化及影响展开研究,以期为极端温度适应政策的制定和灾害预警工作提供科学理论依据。主要结论如下:（1）基于台站观测资料发现,中国区域高温热浪频次的高值区主要分布在东南部和西北部。严重和极端热浪的空间分布差异相较于轻度和中度热浪更小。自20世纪60年代以来,中国区域轻度、中度、严重和极端热浪频次均呈显著的线性增加趋势,并在20世纪90年代末期出现年代际转折,其中,中度、严重和极端热浪频次几乎翻倍增加。从空间上看,华北和西北是极端热浪频次增加最显著的区域,后期极端热浪分别在68%和59%的台站中显著增多。（2）基于RegCM4区域模式动力降尺度模拟发现:本世纪中国区域高温热浪的频次和强度均呈现增加的趋势。和参考时段（1986–2005年）相比,本世纪中期（末期）高温热浪频次和强度将分别在中国区域平均增加2.9倍（3.9倍）和29%（42%）;其中,华南和西南地区的相对增加幅度最大。事件持续时间的延长对高温热浪强度的增加起主导作用（相对贡献超过65%）。随着全球进一步增暖,当前气候状况下高温热浪的极端状况将在未来成为“常态”。到本世纪末期,几乎每年都会出现高温热浪频次高于参考时段极值的情况;中国东南部（华南,华中、华东）和东北部（华北、东北）将分别每1–2年和每2–4年经历一次强度“破历史纪录”的高温热浪事件。相较于轻度热浪,极端热浪的发生风险将加速增加。（3）高温热浪可按照发生时间分为日间热浪（仅发生在白天）、夜间热浪（仅发生在夜晚）和复合型热浪（白天和夜晚同时发生）。观测结果表明,1961年以来,中国区域夜间和复合型热浪显著增多,而日间热浪频次基本保持不变。长江中下游地区是中国区域复合型热浪发生最多且变化最明显的区域。以长江中下游地区为例研究发现,三类高温热浪事件的发生都对应着对流层高层至低层的反气旋性环流异常,但其强度和位置呈现一定差异,进而导致垂直速度、云量、湿度和辐射配置的不同。日间热浪的发生对应长江中下游上空偏少的云量和水汽,异常下沉和更多的向下短波辐射有利于白天的增温,但不利于夜晚异常高温的维持,表现为干-热的特征;夜间热浪发生时,偏多的云量和水汽使得向下的短波辐射减少,不利于白天升温,但能够捕获更多的长波辐射并将其重新反射至地面,使得夜晚的温度升高,表现为湿-热的特征。复合型热浪发生时伴随着日间和夜间热浪对应配置的混合,这种混合配置使异常高温从白天持续至夜晚,使得最高和最低气温呈现一致的显著增加,且上空大气轻微偏湿。从环流演变来看,复合型热浪的发生伴随着西太平洋副热带高压向西北方向的延伸,同时和自斯堪的维亚纳半岛向东南方向传播至东亚的遥相关型密切相关。研究还发现,长江中下游地区复合型热浪在大约2000年之后呈现明显的年际变化特征,受北大西洋和海洋性大陆附近海温的共同影响。北大西洋海温经向三极子异常通过北半球中高纬波列加剧长江中下游地区北侧对流层高层的高压异常,海洋性大陆的增暖则通过西太平洋上空异常的经向垂直环流加强副热带西北太平洋的异常反气旋,均有利于复合型热浪的发生。（4）基于CMIP6模式的预估结果表明,到21世纪末期,中国区域复合型热浪将会持续增多,而且高排放情景（SSP5-8.5）下的增加幅度大于低排放情景（SSP2-4.5）。增加最多的区域主要位于中国西北部和南部（包括西南、华南）。然而,在SSP5-8.5情景下,日间（夜间）热浪的频次将会先增加,在21世纪50年代（70年代）之后再逐步减少。由于复合型热浪事件的显著增多,它将会在未来高温热浪事件中的占比最大。此外,复合型热浪的频次随着季节平均温度的升高线性增加;而日间和夜间热浪则对温度的变化表现出非线性的响应,即高温热浪频次在季节平均温度达到一定阈值后开始减少。鉴于复合型热浪频次的显著增加,未来其人口和GDP暴露度也在整个中国区域显著增加。其中,中国西部（包括青藏高原、西北）以及南部（包括西南、华南）的人口暴露度增幅最大;GDP暴露度变化的空间分布相对均匀,但在中国西南部（包括青藏高原和西南）更大。