中亚地处干旱与半干旱气候带，水资源长期稀缺，对农业生产和民生发展带来了巨大挑战。在全球变暖的背景下，降水作为中亚主要的水源补充，其未来变化趋势及潜在不确定性成为学术界和政策制定者关注的核心问题。然而，现有气候模式对中亚降水变化的预测结果差异显著，这些差异的具体来源尚未得到充分识别和解释。

为解决这一问题，中国科学院大气物理研究所黄刚课题组进行了深入研究。基于第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）的多模式数据，研究人员系统分析了全球变暖背景下中亚冬季降水的变化趋势及不确定性来源。研究结果表明，在高排放情景下，中亚冬季降水呈现出一致的增湿趋势，预计全球平均增暖每升高1°C，区域平均降水量将增加8.84%（见图一）。进一步的不确定性分析显示，降水变化幅度的模式间差异主要来源于垂直水汽输送中的动力分量差异（见图二）。

动力机制分析表明，中亚上空增强的上升运动与欧亚极锋急流的增强和欧亚副热带急流的减弱密切相关，这一现象通过正涡度平流和暖平流过程导致了更强的上升运动。进一步的研究发现，北太平洋的冷却引发了中亚南北区域温度梯度的双极型变化，从而通过热成风关系改变了急流的强度。具体而言，中亚北部的负温度梯度变化增强了极锋急流，而南部的正温度梯度变化则削弱了副热带急流。

“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。”本文通讯作者中科院大气所黄刚研究员指出。

上述研究成果近期发表于期刊《Geophysical Research Letters》，论文第一作者为中科院大气所博士研究生姚梦媛，合作者包括英国谢菲尔德大学唐颢苏博士与大气所黄刚研究员，该研究得到了国家自然科学基金（42141019和42261144687) 共同资助。

参考文献：

Yao, M., Tang, H., & Huang, G. (2024). Inter-model uncertainty in projecting precipitation changes over central Asia under global warming. Geophysical Research Letters, 51, e2024GL111989.

文章链接：

https://doi.org/10.1029/2024GL111989

图一 中亚冬季降水未来变化预估及其不确定性。图a给出了区域平均降水的未来变化，图b给出了降水变化的空间分布，图c给出了降水变化的信噪比，图d给出了逐个模式预估的中亚降水未来变化及其集合平均。

图二 基于水汽收支方程的中亚降水未来预估不确定性分解。图a至图d分别给出了降水、蒸发、水平水汽输送和垂直水汽输送的空间分布。图e和图f分别给出了垂直水汽输送中的热力和动力分量分布。图g给出了各项的贡献。