在减少温室气体排放和减缓全球变暖的目标下，风能是最重要的清洁能源之一。风能与地表风速(SWS)的立方成正比，SWS减少1%-5%将会导致风能损失2%-9%。 在过去几十年中，北半球陆地大部分区域的SWS减小趋势出现逆转，但具有显著的空间和时间差异。在中国，1980-2020年间，东北地区的SWS趋势在2010年出现了逆转，而华北和华南地区的SWS趋势分别在2006年和2000年发生逆转，华东地区的SWS则没有发生趋势逆转。目前，东北地区独特的SWS趋势逆转具体时空特征以及其影响机制尚不清楚。

针对这一问题，中国科学院大气物理研究所黄刚研究员团队基于观测、多套再分析资料，以及CAM5.3和CMIP6模式数据，揭示了中国东北地区SWS的变化特征和影响机制。该研究指出，气溶胶光学厚度(AOD)在2010年达到峰值后迅速下降，与SWS呈显著负相关，气溶胶的年代际变化导致了东北SWS的趋势逆转。这主要是通过气溶胶引起的低层静力稳定度变化引起的，气溶胶的减少导致低层增暖和更强的垂直湍流混合，有利于边界层内对流不稳定的发展，促进湍流动能(TKE)的增长，从而增加局地SWS。这一结果在CAM5.3敏感性试验模拟和DAMIP多种单一强迫试验中得到了证实。基于多元线性回归方法的定量分析也表明，2010-2020年东北地区人为气溶胶排放减少对SWS增加起主导作用。

相关成果近期发表于《Climate Dynamics》，论文第一作者为中国科学院大气物理所LASG实验室博士生苗昊泽予，通讯作者为黄刚研究员和徐海明教授。研究得到国家自然科学基金(42192562, 41975106和42105032)的资助。

论文信息：Miao, H., H. Xu*, K. Yang, H. Tang, J. Deng, M. Xu, G. Ning and G. Huang*,2024: The reversal of surface wind speed trend in Northeast China: impact from aerosol emissions, Climate Dynamics, (2025) 63:43, https://doi.org/10.1007/s00382- 024-07544-0

图1. 1980-2020年(a)东北、(b)华北、(c)华南和(d)华东地区的观测SWS和AOD原始时间序列和9年高斯低通滤波序列。蓝色虚线为AOD的拐点。

图2. (a)2000-2010年和(b)2010-2020年东北地区经向平均静力稳定度趋势。打点表示趋势通过90%信度检验(P<0.1)。

图3. (a)1980-2020年JRA-55中东北地区SWS和975hPa静力稳定度的原始时间序列和9年高斯低通滤波序列。蓝色虚线为SWS的拐点。(b)1980-2020年CFSR中东北地区SWS与TKE时间序列的统计显著相关性。