上世纪后半叶，我国降水呈现出北方减少、南方增加的趋势，这种“南涝北旱”的转折发生在1970s末。以往研究表明，气候系统内部变率（例如：PDO、AMO）是影响南涝北旱主要因素。也有研究强调外强迫的作用，例如：温室气体、气溶胶对雨带分布也有重要影响。然而，内部变率和外强迫对中国东部气候多年代际转折的相对贡献尚不清楚。

　　针对这一问题，中国科学院大气物理研究所和南京大学科研人员合作，利用再分析数据与多模式集合相结合的方法分离大尺度气候系统内部变率与外强迫信号，并驱动区域模式进行动力降尺度模拟，量化了地区气候变化对气候系统内部变率和外强迫的响应。

　　研究结果表明，基于再分析资料驱动的区域气候模式，可以成功再现观测的中国东部偶极型降水变化趋势，区域平均的降水时间演变也与观测高度相关（图1）。华北的干旱趋势同时受外强迫和内部变率影响，而华南降水增加则主要受内部变率控制。

图1 1959-2001年观测（a）、WRF历史试验（b）、WRF外强迫结果（c）、WRF内部变率试验（d）的年平均降水线性趋势（mm day^-1 decade^-1），区域平均的年平均降水距平与线性趋势（e、f；mm day^-1 yr^-1）。

　　基于数值试验结果，结合定量化归因统计方法RWA，估算了内部变率和外强迫对20世纪下半叶我国东部的降水与2m气温变化的相对贡献（图2）。结果表明：(1)气候系统的内部变率能够解释大约85-90%的降水和气温的年际变率特征；(2)随着时间尺度的延长，外强迫对降水和气温的影响显著增加；(3)对华北地区来说，外强迫和内部变率对年代-多年代际降水变化的贡献相当；在华南地区，内部变率对降水的多年代际变化的贡献约占80%；(4)对于中国东部地区的非线性增温趋势来说，外强迫的贡献占70-75%。

图2 内部变率（IV）与外强迫（EF）对华北（NC）、华南（SC）及中国东部（EC）年平均降水（a）、气温(b)多时间尺度变化的相对重要性（RWA）量化。箱型图越偏右偏绿表示内部变率相对贡献越大，越偏左偏红表示外强迫贡献越大。

　　上述成果于2023年3月23日在线发表于npj Climate and Atmospheric Science期刊。

　　论文信息：

　　Huang Fang, Xu Zhongfeng*, Guo Weidong, Feng Jinming, Chen Liang, Zheng Hui, Fu Congbin, 2023: Relative contributions of internal variability and external forcing to the inter-decadal transition of climate patterns in East Asia. npj Clim Atmos Sci 6, 21. https://doi.org/10.1038/s41612-023-00351-0