锋面活动在中纬度地区最为活跃,常伴随剧烈的天气过程,如气温骤变和强降水。在中国,锋面是春季降水的重要来源,贡献了南方地区超过40%的降水量。以往研究多关注自然强迫和气候变化对锋面系统的影响,而本研究则探讨过去及未来的人为气溶胶变化如何影响中国地区的锋面活动及相关降水。我们发现,随着过去二十年中国人为排放的急剧减少,春季锋面降水在南方呈现显著增加趋势,而在北方则略有减弱(图1)。CESM模拟表明,人为气溶胶的减少导致锋面降水呈南北反向变化,同时锋面频率和降水强度也呈现总体一致的变化。这些变化源于水平湿球位温梯度的改变——南方增强而北方减弱(图2)。进一步分析显示,气溶胶减少通过增强地表太阳短波辐射,引发温度及其经向梯度的扰动,从而强化30°N附近的副热带急流,并在中国南方触发异常上升运动。环流异常还将更多水汽向陆地输送,增加南方的可降水量,从而形成有利的热力条件,成为锋面降水变化的主要驱动力。在2060年碳中和目标下,气溶胶的持续减少预计将进一步改变降水格局,即南方锋面降水增多而北方减少(图3)。这项工作揭示了人为气溶胶如何通过调控典型天气过程的形成和强度来影响降水,补充了基于气候平均态的研究视角。这种天气尺度的聚焦也为理解区域降水的季节内变化提供了潜在启示。
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