全球变暖背景下，热带气旋降水率普遍被预期将显著增强，但许多气候模式模拟得到的增幅却明显低于克劳修斯–克拉佩龙关系所对应的水汽增长速率，其物理原因尚不明确。本研究基于大集合气候模拟，结合观测资料，从大气水汽条件、热带气旋强度和降水效率三个方面，系统分析未来热带气旋降水变化的控制机制。
结果表明，增暖导致整层大气水汽含量以接近克劳修斯–克拉佩龙速率增加，同时热带气旋强度增强也有利于促进降水。然而，这两方面的正效应会受到大气绝对干燥度增加的显著制约。本文采用整层饱和差（column saturation deficit，CSD）表征大气柱距离饱和状态的水汽亏缺，发现随着气候变暖，CSD显著增大，并通过增强降水粒子在下落过程中的蒸发，系统性降低热带气旋降水效率（precipitation efficiency，PE），从而抵消水汽增加和风暴增强所带来的部分降水增幅。观测资料进一步证实，降水效率与整层饱和差之间存在稳健的负相关关系，表明该机制并非气候模式特有的结果。
尽管降水效率通常随热带气旋强度增强而升高，归因分析显示，在未来增暖情景下，整层饱和差增加所产生的负效应可超过风暴强度增强的正效应，导致降水效率总体下降，并使热带气旋降水率的增幅显著低于单纯依据水汽增加所作出的估计。上述结果表明，增暖大气中不断增强的绝对干燥度，是限制未来热带气旋降水增强的关键热力学因素。本研究揭示了一个此前在热带气旋降水变化研究中被相对忽视的物理机制，有助于解释不同气候模式中降水响应偏弱及模式间差异，并为改进未来热带气旋降水及其洪涝风险评估提供新的理论依据。
 

气候变化，热带气旋，降水