青藏高原平均海拔高度4000米以上，最高海拔超过8800米，由于其独特的地理环境，常被称作地球的“第三极”和“世界屋脊”。全球增暖背景下，青藏高原的增暖速率约为全球平均的两倍，是全球气候变化的敏感区。青藏高原是亚洲主要河流的发源地，降水变化对周围地区水循环有着深远的影响，直接或间接地影响当地和下游地区的社会生产活动与生态系统安全。诸多气候预估研究均指出伴随全球温升未来青藏高原降水将整体增加，但增加幅度仍存在很大的不确定性。理解未来青藏高原降水变化机制，明确预估不确定性来源，对提高预估结果可靠性具有重要参考价值。
2月1日，中国科学院大气物理研究所LASG国家重点实验室周天军研究员课题组在《地球物理研究通讯》发表题为“理解青藏高原降水预估的不确定性”的研究论文，指出SSP5-8.5情景下，中远期预估中青藏高原降水将增加0.64 0.06 mm day -1，但模式间预估存在很大的不确定性，热力作用（与湿度变化有关）和动力作用（与环流变化相关）均对不确定性具有显著贡献，但二者的产生机制不同。
作者利用模式间经验正交展开（EOF）分析方法，提取降水模式间预估不确定性的主导模态，发现第一模态能够解释局地降水不确定性的40%甚至80%以上。水汽收支方程被用于诊断降水变化的原因，结果显示，尽管与湿度变化有关的热力项主导未来青藏高原降水的增加、而与环流变化相关的动力项作用贡献较弱，但热力与动力过程均显著影响到降水预估的模式间不确定性，与不确定性第一模态的相关系数分别达到0.56和0.52（p<0.01）。
作者进一步理清了动力与热力过程影响青藏高原降水中远期预估的不确定性物理机制。研究指出，热力项的不确定性与模式预估全球增暖水平有关（r=0.49，p<0.01），受到模式气候敏感度的影响。气候敏感度越高的模式，预估的全球增暖水平更强，根据Clausius-Clapeyron关系，水汽收支的热力项更大。就动力过程而言，研究发现，动力过程不确定性与赤道太平洋不均匀增暖有关，预估赤道东太平洋增暖更快的模式，对应的Walker环流减弱更强，海洋大陆出现负降水异常，负绝热加热激发异常反气旋环流异常，最终影响到向青藏高原的水汽输送，令青藏高原降水增加更多。
以提高青藏高原降水预估的可靠性为目标，以往研究常基于气候态降水模拟能力，挑选出模拟技巧较高的模式来做多模式集合。该研究指出，CMIP6模式预估结果的不确定性不仅受模式的历史气候模拟能力影响，还与模式的气候敏感度以及全球增暖背景下赤道太平洋海温不均匀的增温有关。该结果对约束青藏高原降水的预估不确定性有指导意义。与此同时，作者指出关于赤道太平洋海温响应的模式间不确定性原因尚需进一步研究。
中国科学院大气物理研究所博士生邱慧为论文第一作者，导师周天军研究员为论文通讯作者。
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）和第二次青藏科考项目（2019QZKK0102)）资助。
论文引用：
Qiu, H., Zhou, T., Chen, X. et al. Understanding the diversity of CMIP6 models in the projection of precipitation over Tibetan Plateau. Geophysical Research Letters (2024). Doi: 10.1029/2023GL106553
链接：
青藏高原降水变化的时间序列（图a，实线为多模式集合平均结果，细线为单独模式结果）以及不确定性贡献（图b），蓝色、绿色、橘色分别表示模式不确定性，情景不确定性与内部变率, 利用占不确定性总方差的百分比表示。
热力项与全球平均温度变化（左图）和气候敏感度（右图）的模式间相关性，右上角数字为相关系数
