降水的长期变化受到温室气体和气溶胶等人为外强迫变化和气候系统内部变率的共同影响。为了识别不同影响因子的信号，研究团队借助多气候模式的不同强迫因子的分离强迫试验和单一气候模式的大样本超级集合模拟试验，应用“最优指纹法”等气候变化研究方法，针对两个模态分别进行了检测归因分析。研究发现，过去半个多世纪“西风相关模态”的增强，主要与人为气溶胶的不均匀排放有关。它通过影响对流层温度经向梯度，进一步调控欧亚大陆上空西风急流的强度，最终导致亚洲高山区降水呈现“双核型”变化。与气溶胶的作用相反，温室气体持续排放引起的增温增湿效应，有利于整个高原地区降水的增多。“季风相关模态”的周期性波动则主要与IPO有关。当热带中东太平洋海温降低，而副热带西太平洋海温升高时，季风相关模态增强，令南亚季风核心区降水增加，其加热作用通过进一步引发环流异常而使得高原东南部降水减少。因此，上述证据表明，是人为气溶胶的不均匀排放和IPO位相转换分别通过影响“西风相关模态”和“季风相关模态”，共同塑造了以青藏高原为主体的亚洲高山区夏季降水长期变化的“双核型”格局。

 

　　亚洲高山区降水未来如何变化是一个众所关注的话题。包括IPCC第六次科学评估报告在内的前期研究都表明，从长期来看，高原整体的暖湿化变化未来将加强。那么，能否预估从“双核型”变化向整体增多这种“单核型”变化转换的“拐点”？研究团队针对SSP2-4.5和SSP5-8.5排放情景下进行了分析。这两种情景展现的是不同政策选择所带来的气候影响，其中前者是社会、经济和技术最贴近其历史趋势的情景，后者则是高辐射强迫和高社会脆弱性的组合，两种情景的人为气溶胶排放路径相似，但温室气体分别为中等和高排放情景。研究表明，受温室气体增加和人为气溶胶排放减少的共同影响，在这两种情景下未来高原夏季降水均将增多。温室气体排放在历史时期和未来均有利于高原降水整体增多。但有别于温室气体的作用，人为气溶胶在历史变化和未来变化中扮演的角色不同：在历史时期，人为气溶胶浓度的不均匀增加有利于喜马拉雅地区降水减少；在未来情景中，受全球范围内包括亚洲地区的“清洁空气”行动影响，人为气溶胶的排放量将减少，这有利于喜马拉雅降水从过去的“变干”转为未来的“变湿”，从而主导了从“双核”向“单核”降水型变化的拐点。

 

　　研究团队计算了人为活动引起的高原增湿在何种情形下会超过气候系统内部变率的影响。结果表明在SSP2-4.5和SSP5-8.5排放情景下，当全球平均温度较之工业化前的升温达到约1.9℃时，人类活动的影响将超越气候系统内部变率的影响，从而主导高原东南部夏季降水变化。

 

　　该研究受国家自然科学基金“青藏高原地球系统基础科学中心项目”（41988101）、第二次青藏高原综合科学考察研究项目（2019QZKK0102）和中国科学院“丝路环境”战略先导项目（XDA20060102）等共同资助。论文第一作者为中国科学院大气物理研究所博士后江洁，通讯作者为中国科学院大气物理研究所周天军研究员。合作者包括：美国太平洋西北国家实验室钱云博士、陈梓明博士、德国马普气象研究所李超博士、李红梅博士、中国海洋大学宋丰飞教授、中国科学院大气物理研究所LASG国家重点实验室陈晓龙副研究员、张文霞副研究员。

　　参考文献：

　　Jiang, J., Zhou, T.*, Qian, Y., Li, C., Song, F., Li, H., Chen, X., Zhang, W., Chen, Z. Precipitation regime changes in High Mountain Asia driven by cleaner air. Nature (2023). Doi: 10.1038/s41586-023-06619-y