东亚气候过渡带是季风主导的湿润区向西风带主导的干旱区的过渡区域，水资源匮乏，对气候变化十分敏感。随着《巴黎协定》1.5℃ 和 2℃ 温升目标的推进，亟需通过二氧化碳移除（CDR）技术降低大气CO₂浓度。然而，其引起的气候变化如何影响这一敏感区域，尚缺乏充分的科学认知。

为探究CO₂移除情景下的气候响应，国际耦合模式比较计划（CMIP）框架下的二氧化碳移除模式比较计划（CDRMIP）设计了一组理想实验：将大气CO2浓度从工业革命前水平以每年1%的速率升高至4倍，随后以相同速率对称下降。基于该实验，黄刚课题组系统研究了过渡带夏季降水对CDR的响应特征与机理。

研究发现，在CO₂下降阶段，过渡带全域夏季降水减少，东北部变化尤为明显（图1）。通过水汽收支分析，动力过程贡献了36.4%，超过热力过程（5.2%）。具体而言，CO₂下降使得过渡带水汽通量辐散，水汽的净流出主要源于经向季风水汽净流出（78.6%），尽管部分被纬向西风带水汽净流入（18.3%）所抵消（图2）。季风对过渡带地区的影响涉及多个方面，季风北界南移对降水减少的影响最大，雨季持续时间减少（推迟爆发，提前撤退）的影响次之，季风强度的减弱影响最小。值得注意的是，当CO₂浓度或温升水平相同时，降水变化仍存在差异：相较于CO₂上升期，下降期的降水偏少，这可能增加过渡带地区的干旱风险。

以上研究结果表明，气候变化敏感性高，影响因素复杂的过渡带区域需要重点关注，即使未来全球变暖水平恢复，CO₂的减少仍可能使该地区面临干旱风险。

相关成果近期发表于《Climate Dynamics》，受到国家自然科学基金（42175041，42141019和42375044），中国科学院国际伙伴计划（060GJHZ2022104FN）和中国科学院大气物理研究所青年项目的共同资助。

论文信息：

Su, X., L. Wang, G. Huang, T. Wang, J. Piao and Q. Wang. 2025: Summer precipitation responses to CO2 removal scenario over the Transitional Climate Zone in East Asia and the driving mechanisms, Climate Dynamics. https://doi.org/10.1007/s00382-025-07647-2

图1 (a) CO₂上升、下降和稳定期间大气CO₂浓度 (黑色)、全球 (蓝色) 和过渡带 (红色) 夏季降水相较于工业革命前的变化。(b) CO₂稳定期 (281-340年) 和峰值期 (131-150年) 的夏季降水的空间差异，红色框为过渡带区域。

图2 (a) CO₂稳定期和峰值期的过渡带各边界水分输送的差异。(b) 纬向和 (c) 经向净水汽输送与过渡带垂直积分水汽通量散度的回归系数。