摘要：中国科学院大气物理研究所黄刚课题组最近发表在期刊《Geophysical Research Letters》上的研究成果《中亚降水未来预估的不确定性来源》，为我们揭开了这一复杂气候现象的神秘面纱，让我们得以一窥未来的气候走向。

在气候变化的大舞台上，中亚地区正经历着一场降水模式的深刻变革。这不仅关乎中亚自身的生态与经济发展，更对我国西北地区乃至全国的气候格局产生着深远影响。

中国科学院大气物理研究所黄刚课题组最近发表在期刊《Geophysical Research Letters》上的研究成果《中亚降水未来预估的不确定性来源》，为我们揭开了这一复杂气候现象的神秘面纱，让我们得以一窥未来的气候走向。

气候模式的“分歧”：中亚降水的不确定性

“现有气候模式对中亚降水变化的预测结果差异显著。”大气物理研究所研究员黄刚在研究中指出，“这种差异并非微不足道，而是直接影响到我们对未来气候变化的预判和应对策略。”部分模型预测中亚冬季降水增加的范围是4%—15%（见图1），另一些模型却显示减少趋势。

图1. CMIP6每个模式和集合平均值的区域加权平均中亚冬季降水的变化。灰和蓝线表示集合平均值和一个标准偏差。

黄刚举例说:“2014年Huang et al.的研究表明，仅半数模型支持中亚大部分地区降水增加，其余模型则显示下降趋势。这种模型间的趋势分歧，让我们对中亚降水的未来走向感到困惑。”

区域与季节差异同样显著。夏季降水预测分歧更大。比如，2013年Wu et al.的研究中，部分模型显示帕米尔高原未来降水减少，而其他区域未来降雨会增加。2020年，Jiang et al.的研究认为，北部地区降水峰值可能从夏季转移至春季。“不同模型对冬季区域平均降水变化的预测范围差异可达4倍，最高预测值约为最低值的4倍。这种极端差异，让我们对中亚降水的未来变化充满了不确定性。”黄刚说。

而这种不确定性给政策制定者和公众带来了挑战。

增湿趋势背后的隐忧：8.84%的降水增幅意味着什么？

在高排放情景下，中亚冬季降水呈现出一致的增湿趋势，预计全球平均增温每升高1摄氏度，区域平均降水量将增加8.84%。这8.84%的降水增幅，听起来似乎并不算多，但黄刚提醒说：“对于本就干旱的中亚地区而言，这可能是一把‘双刃剑’。”

一方面，降水的增加可能显著缓解水资源压力，为中亚地区的生态恢复和经济发展带来希望。“想象一下，当前中亚冬季平均降水量为100毫米，若全球升温1摄氏度，未来冬季降水量可能增至约108.84毫米。这看似微小的增幅，却可能为干旱的大地带来生机，让曾经干涸的河流重新流淌，让枯萎的植被重新焕发生机。”黄刚说。

然而，另一方面，降水的增加也可能带来极端降水事件的风险。洪水、暴雨等极端天气事件可能变得更加频繁，给当地的基础设施和居民生活带来巨大挑战。中亚地区的许多城市和乡村，可能还没有做好应对这种极端天气的准备。因此，8.84%的降水增幅，既是一个机遇，也是一个挑战。

那么，是什么导致了中亚降水的这种变化趋势？黄刚课题组的研究指出，中亚冬季降水的变化趋势及不确定性来源是垂直水汽输送中的动力分量差异。这听起来有些复杂，但黄刚用通俗的语言解释了其中的奥秘：引起中亚地区降水变化的真正推手是垂直水汽输送。

“垂直水汽输送的‘动力分量’主要指大气上升运动的强度变化。”黄刚说，“例如，更强的上升气流将更多水汽抬升凝结成雨。”

这与我们通常理解的“蒸发”不同。蒸发是一个独立的过程，甚至在某些情况下，蒸发可能会抑制降水。因此，动力分量的差异主要源于大气环流的变化，而非本地蒸发。

这种大气环流的变化，可能与全球气候变暖有关。随着气温升高，大气中的水汽含量增加，上升气流的强度也可能发生变化。这种变化，最终导致了中亚地区降水模式的改变。因此，要理解中亚降水的变化，需要从大气环流的全局视角出发，而不仅仅是关注本地的水分蒸发。

黄刚课题组的研究还揭示了一个重要的现象：“中亚北部的负温度梯度变化增强了极锋急流，南部的正温度梯度变化则削弱了副热带急流。”

这听起来有些抽象，但黄刚用一个形象的类比为我们解释了这一现象。想象一条南北向的“温度坡道”，北冷南暖时，温度梯度（坡道陡峭程度）越大，高空风沿坡道“滑下”的速度越快，急流越强。中亚北部的负温度梯度变化，意味着北侧更冷、南侧更暖，温差加剧。这种更强的温度梯度会通过热成风关系增大风速垂直切变，导致极锋急流的强度增强。

相反，中亚南部的正温度梯度变化，意味着南北温差减弱，甚至可能出现反向梯度。这种减弱的温度梯度会降低风速垂直切变，导致副热带急流强度减弱。“这种急流的变化，不仅影响中亚地区的降水模式，还可能对东亚大气环流产生深远影响。”黄刚说，极地急流位于北半球和南半球的50°—60°纬度线之间。副热带急流位于30°纬线附近。随着两个位置之间温差的增加，风的强度也会增加。因此，30°N/S 和 50°-60°N/S 附近的区域也是高层大气中风最强的区域。

图2. 紫色的表示极锋急流，黄色的表示副热带急流（https://www.noaa.gov/jetstream/global/jet-stream）

中亚降水变化对我国的影响：跨境水资源与生态安全

中亚降水的变化，对我国有着多方面的影响。黄刚指出，首先，跨境水资源供应可能受到影响。中亚降水增加可能通过跨境河流（如伊犁河、额尔齐斯河）影响我国新疆地区的水资源供应，缓解干旱压力。这对于我国西北地区的生态恢复和经济发展具有重要意义。

其次，极端天气事件可能更加频繁。急流的变化可能调整东亚大气环流，影响我国北方冬季寒潮或降雪频率。这意味着我国北方地区可能面临更加复杂的气候挑战，需要提前做好应对准备。

此外，生态与农业也可能受到影响。中亚湿润化可能改变沙尘暴源区条件，减少我国西北地区的沙尘输入，改善空气质量。但若降水变率增大，可能对边境农业区造成洪涝或干旱风险。这对于我国西北地区的生态安全和农业发展提出了新的挑战。

地缘战略层面的影响也不容忽视。中亚水资源压力的缓解可能影响区域经济与政治稳定性，间接影响我国“一带一路”倡议的推进。因此，中亚降水变化不仅是一个气候问题，更是一个涉及生态、经济、政治的综合性问题。

“我们的研究揭示了全球变暖背景下中亚冬季降水变化预估的不确定性来源及动力机制。这为改进气候模式的预测能力提供了重要参考，也对中亚地区水资源管理和气候变化适应政策的制定具有指导意义。”黄刚指出。

来源：京津冀消息通