中文导读| AAS 2026年第1期

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原创 AAS  大气科学进展AAS   2026年1月2日

Table of Content

Volume 43 · Issue 1 · Pages 1-262

Review

Advancing Asian Monsoon Climate Prediction under Global Change: Progress, Challenges, and Outlook

Wang, B., and Coauthors, 2026: Advancing Asian monsoon climate prediction under global change: Progress, challenges, and outlook. Adv. Atmos. Sci., 43(1), 1−29,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-5019-z

摘要: 季风气候预报是气候科学的重要研究领域之一，而全球变暖使得季风预报更具挑战。季节预报的准确性对于季风区的水循环、粮食安全、生态平衡、防灾减灾及经济发展至关重要, 影响着数十亿人口。过去二十年，随着对可预报性来源与气侯变动力学的深入理解，以及动力模式与预报技术的快速发展，亚洲夏季风的季节预报已取得显著进展。本综述聚焦于回顾亚洲夏季风的季节预报及其可预报性，但部分内容也适用于一般的气候预报。本综述主要回顾以下几方面：气候预报的物理基础（第2节）；季节预报的可预报性来源（第3-4节）；全球变暖与外强迫对亚洲夏季风可预报性的影响（第5节）；季节预报模型与技术的发展（第6节）；季风气候预测的挑战（第7节）；新兴研究趋势及未来探索方向的建议（第8节）。谨望本文能激励创新探索，以提升季风气候的预测能力。

关键词: 亚洲夏季风, 季风气候预报, 气候可预报性, 可预报性来, 季节预报模型, 季节预报技术, 人工智能

Research Highlight

Do Higher Horizontal Resolution Models Perform Better?

Kusunoki, S., 2026: Do higher horizontal resolution models perform better? Adv. Atmos. Sci., 43(1), 259−262,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-5504-4

The Observed and Projected Changes of Global Monsoons: Current Status and Future Perspectives

Zhou, T. J., and Coauthors, 2026: The observed and projected changes of global monsoons: Current status and future perspectives. Adv. Atmos. Sci., 43(1), 30−58,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-5094-1

摘要: 全球季风系统涵盖亚洲-澳大利亚、非洲、和美洲季风区，因其提供了农业发展不可或缺的丰沛水资源从而养育了全球三分之二的人口。季风异常会引发洪涝与干旱等灾害。近十年来在CMIP6框架下实施的全球季风模式比较计划等相关研究，深化了我们对全球季风历史变率及驱动机制的理解。观测数据揭示1950年前季风降水呈增加趋势，随后减少，1980年后在内部变率（如大西洋多年代际振荡）和外部强迫（温室气体、气溶胶）共同驱动下部分恢复。ENSO则通过海气相互作用主导了季风的年际变率。以温室强迫为主的未来预估表明季风降水将长期增加，但区域差异和模式不确定性依然存在。气候模式对长期趋势的刻画较为一致，但难以量化极端事件。热力效应（水汽增加）普遍使强降水增多增强，而动力效应（环流改变）则造成季风降水变化的空间差异。火山喷发和未来可能的太阳辐射干预措施（SRM）会使预测更复杂。热带火山喷发抑制季风降水，高纬度火山则能通过改变跨赤道气流影响季风降水。在订正未来季风预估、降低不确定性方面，涌现约束方法方兴未艾。当前对全球季风变化的认识依然存在许多关键挑战。模式偏差和二十世纪观测数据的不足阻碍了精确归因；自然变率与人为强迫的相互作用，以及变暖背景下非线性极端降水风险，亟需更深入的机制性认知；SRM的区域影响和半球间季风相互作用也需系统评估。解决这些问题需加强观测网络、改进气候。

关键词: 全球季风, 年际变率, 年代际变率, 检测归因, 气候极端事件, 预估不确定性

Modeling of Precipitation over Africa: Progress, Challenges, and Prospects

Akinsanola, A. A., and Coauthors, 2026: Modeling of precipitation over Africa: Progress, challenges, and prospects. Adv. Atmos. Sci., 43(1), 59−86,  https://doi.org/10.1007/s00376-024-4187-6

摘要: 近年来，气候变化及气候变异性造成的影响日益凸显，为积极有效地适应并减缓这些影响，社会各领域对气候信息的需求呈现出迅猛增长的态势。在此过程中，科学界显著提升了对非洲不同区域降水及其变率的物理过程和机制的理解。借助大量的气候模式模拟结果，众多研究深入探讨了气候模式对非洲降水的模拟特征，剖析了其背后的物理过程，评估了模式在描述物理过程方面的准确性，并探讨了这些模式是否适合用于制定缓解和适应气候变化策略的依据。本文综述了当前气候模式在非洲降水模拟方面的最新进展，并讨论了尚存的主要问题与挑战。

关键词: 降水, 季风, 气候模拟, CORDE, CMIP6, 对流可分辨模型

Original Paper

Impacts of 1.5°C and 2.0°C Global Warming on the Onset, Cessation, and Length of the Rainy Season in Global Land Monsoon Regions

Taguela, N. T., I. Raji, A. A. Akinsanola, P. Singhai, O. E. Adeyeri, C. M. Wainwright, and R. Barimalala, 2026: Impacts of 1.5°C and 2.0°C global warming on the onset, cessation, and length of the rainy season in global land monsoon regions. Adv. Atmos. Sci., 43(1), 87−102,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-4386-9

摘要: 雨季的起始、终止及持续期对全球水资源配置、农业生产活动和粮食安全具有重要意义。然而，降雨季节性特征对全球变暖的响应仍存在不确定性。本文使用CMIP6模式在SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下的模拟结果，分析了全球变暖水平（GWLs）为1.5°C和2°C时，全球陆地季风（GLM）区中降雨起始（RODs）、降雨终止（RCDs）和雨季持续期（LRS）的变化特征。多模式高度一致的结果表明，随气候变暖，南非、北非和南美地区的降雨起始预计延后，而南亚和澳大利亚地区的降雨起始预计提前。其中，在SSP5-8.5情景下，2°C变暖水平时，澳大利亚降雨提前的趋势更加明显。同时，南美和东亚地区的降雨终止预计提前，而北非地区的降雨终止预计延后。这些变化将导致大部分全球陆地季风区的雨季持续期缩短。此外，当持续升温超过1.5°C时，雨季持续期缩短的趋势将更加明显，尤其在南美、北非和南非季风区。研究结果强调了减缓全球变暖的紧迫性。

关键词: 降雨起始, 降雨终止, 全球陆地季风, 雨季持续期, CMIP6预估, 全球变暖水平

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（接上篇）

Differential Vegetation Feedback on the Global Land Monsoon System during the Mid-Holocene and Last Interglacial

Wang, Z. Q., Q. Zhang, J. Chen, and Z. X. Han, 2026: Differential vegetation feedback on the global land monsoon system during the mid-Holocene and Last Interglacial. Adv. Atmos. Sci., 43(1), 103−119,  https://doi.org/10.1007/s00376-024-4284-6

摘要: 本研究基于地球系统模式EC-Earth3，探讨了末次间冰期（LIG，距今约12.7万年）和全新世中期（MH，距今约6000年）期间，植被—气候反馈作用对全球陆地季风系统的影响。结果表明，植被变化显著影响了全球季风的范围和降水模式，尤其是在北非季风区和印度季风区。北非季风区在LIG和MH期间的植被覆盖显著增加，导致季风降水分别增加了9.8%和6.0%。植被反馈作用通过增强撒哈拉热低压，强化季风气流，使北非季风区的降水量显著增加。相比之下，印度季风区对植被变化的响应在两个时期却出现明显差异：LIG期间降水减少了2.2%，而MH期间则增加了1.6%。这种差异反映了植被—气候反馈作用对季风系统影响的区域复杂性和多样性。总体而言，MH和LIG期间的植被反馈作用对全球陆地季风系统的影响存在显著差异。本研究强调了在研究过去和预测未来季风变率及其影响时，考虑植被—气候反馈作用的重要性。

关键词: 末次间冰期, 全新世中期, 全球陆地季, 植被反馈作用

Decreased Interhemispheric Asymmetries of Global Land Monsoon Precipitation toward the Carbon Neutrality Goal

Yu, X. C., H. Zhang, Z. L. Wang, and B. Xie, 2026: Decreased interhemispheric asymmetries of global land monsoon precipitation toward the carbon neutrality goal. Adv. Atmos. Sci., 43(1), 120−134,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-4475-9

摘要: 全球陆地季风降水对半球间热力对比的变化具有高敏感性。当高水平人为排放引发半球间热力对比增强时，全球陆地季风降水半球间的空间分布也会加剧失衡。这预计将同时增加局地发生洪涝和干旱的概率、威胁全球陆地季风区生态系统稳定并影响区域内数十亿居民的淡水供应。本研究利用一个全新的国际耦合模式比较项目（CovidMIP）的多模式集合模拟输出，评估了全球陆地季风降水对碳中和目标下半球间热力对比演变的响应。研究结果表明，21世纪40年代后，均匀混合温室气体的持续减排将导致半球间热力对比减弱，从而改善北半球夏季全球陆地季风降水的南北半球分布失衡。与此同时，均匀混合温室气体的持续减排还将通过引发“近似拉尼娜型”海表温度冷却并增强美洲内陆水汽输送，减弱全球陆地季风降水的东西半球分布失衡。受此影响，西半球和南半球陆地季风降水的增加有望在全球增暖背景下分别缓解区域性干旱约19%-25%和7%-9%。然而，亚洲气溶胶的持续减排将在21世纪中叶前主导该区域陆地降水的变化，其导致的降水额外增长约为全球增暖背景下同期增幅的23%-60%。本研究的主要发现强调，大气中气溶胶与均匀混合温室气体浓度对碳中和目标下减排措施的响应速率存在明显差异，从而导致全球及区域尺度陆地季风降水的多样性变化。

关键词: 全球陆地季风降水, 半球间热力对比, 碳中和目标, CovidMIP

Predictable and Unpredictable Modes of Northern Hemisphere Atmospheric Circulation in CMIP6: Evaluation and Projections

Ying, K. R., D. B. Jiang, and L. H. Zhong, 2026: Predictable and unpredictable modes of Northern Hemisphere atmospheric circulation in CMIP6: Evaluation and projections. Adv. Atmos. Sci., 43(1), 135−156,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-4539-x

摘要: 气候模式是理解大气环流过去、现在及未来变化的重要工具。大气环流模态既是全球和区域气候季节可预测性的关键来源，也是其预测不确定性的主要因素。本研究基于再分析资料和方差分解方法，通过区分季节可预测模态（在季节及更长时间尺度上具有潜在可预测性）和不可预测模态（季节内变率主导，在长时间尺度上基本不可预报），评估了第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）各模式对北半球冬季和夏季500 hPa位势高度场年际变率模态的模拟能力。研究发现，尽管多数模式能够有效再现不可预测模态的空间特征，但对主要可预测模态——冬季的太平洋—北美型、北极涛动和西太平洋涛动，以及夏季的东大西洋型和北大西洋涛动——的模拟仍存在显著差异。通过构建最优模型集合，本研究进一步区分了历史时期（1950–2014）和SSP5-8.5情景下（2036–2100）的两类可预测模态：一类为以外强迫主导的“可预测–外部”模态，另一类为与缓慢内部变率相关的“可预测–内部”模态。在增强的辐射强迫作用下，SSP5-8.5情景中冬季/夏季主要的可预测–外部模态呈现出更均匀的空间结构，以及显著增强的趋势、年际方差和位势高度–海表温度（SST）协方差。冬季/夏季主要的可预测–内部模态同样显示出方差以及高度–SST协方差的增加，并伴随空间结构的局部调整。相比之下，SSP5-8.5情景下主要不可预测模态在空间分布和方差方面均未发生显著变化。本研究从季节可预测性角度出发，深化了对气候模式不确定性和大气环流未来变化的理解。

关键词: 大气环流年际模态, CMIP6, 可预测, 不可预测, 评估, 预估

A Note on the Role of the Initial Error Structure in the Tropics on the Seasonal-to-Decadal Forecasting Skill in the Extratropics

Vannitsem, S., and W. S. Duan, 2026: A note on the role of the initial error structure in the tropics on the seasonal-to-decadal forecasting skill in the extratropics. Adv. Atmos. Sci., 43(1), 157−169,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-4521-7

摘要: 本文探讨了由低阶三变量热带充放电模型驱动的降阶热带外海气耦合模式的可预报性，重点研究其长期预测能力。高度理想化的集合预报方法考虑了系统初始状态的不确定性，并特别关注热带模型中初始误差的结构。本文主要开展了三类实验：分别为在热带模型的三个Lyapunov向量方向上引入随机扰动；在两个主导Lyapunov向量方向上引入扰动；以及仅在第一个Lyapunov向量方向上引入扰动。当在所有向量方向上引入扰动时，即使在完美模型的框架下且初始不确定性特征已知，预报偏差仍会增长。只有仅在主导Lyapunov向量方向引入扰动时，这些偏差才会大幅减小。此外，这种扰动策略能够在数年的长预报时效内获得减小的均方误差，并在整个时间范围内获得可靠的集合预报。这些非常“反常规”的发现进一步强调了通过数据同化适当控制热带地区初始误差结构的重要性。

关键词: 遥相关, 低频变率, 厄尔尼诺-南方涛, 可预测性, 混沌现象

Convective Mode of Tornadic Storms in Northeastern China: A Preliminary Study

Yuan, C., Y. Wang, L. Yang, F. Ping, J. Miao, and Y. C. Zheng, 2026: Convective mode of tornadic storms in northeastern China: A preliminary study. Adv. Atmos. Sci., 43(1), 170−190,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-4106-5

摘要: 本研究综合分析了2004年至2023年中国东北地区发生的132次龙卷事件，利用雷达和ERA5再分析数据，探讨了不同对流模态下龙卷风暴的气候学特征、环境驱动因子以及与东北冷涡的天气学联系。结果表明，离散风暴占事件总数的70%，其中簇状单体型最为多见，而强龙卷主要与孤立单体型和断线型相关，各风暴模态占比与美国中部地区相似。尽管没有单一参数能明确区分所有龙卷风暴模式，但通过特定的参数组合可以发现其独特的形态特征：非线状模态的0-1公里风暴相对螺旋度和湿度较高，但0-6公里风切变较低；而孤立单体型则表现出低0-1公里风暴相对螺旋度和高对流有效位能的特点。此外，83%的龙卷与东北冷涡相关，主要形成在冷涡的东南和西南象限。强龙卷更多出现在东南象限，且距涡旋中心的距离与冷涡强度相关。研究得到龙卷发生的三种典型东北冷涡天气型：T1型（深厚冷涡），与断线型和线状模态的龙卷群发事件相关；T2型（弱冷涡伴有次天气尺度低槽），主要与高频的簇状单体型相关；T3型（强横槽冷涡系统），其对流有效位能和风暴相对螺旋度解耦，导致较少龙卷出现。本研究加深了对中国东北地区龙卷风的理解，为未来的预报预警和防灾减灾策略提供了的科学依据。

关键词: 对流风暴, 中国东北,龙卷, 形态学, 东北冷涡

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（接上篇）

Marine Cirrus Properties from Satellite Remote Sensing over the South China Sea: Spatiotemporal Variations and a Case Study

Weng, H. R., Y. Han, L. Dong, Q. C. Zhou, and Y. R. Zhang, 2026: Marine cirrus properties from satellite remote sensing over the South China Sea: Spatiotemporal variations and a case study. Adv. Atmos. Sci., 43(1), 191−212,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-4305-0

摘要: 卷云在地气系统的能量平衡中起着至关重要的作用。利用卫星数据（MOD08、MYD08、CALIPSO）和再分析数据（MERRA-2）研究了2007年3月至2015年2月南海卷云的时空变化。从水平分布上看，云量呈现北低南高的特征，云量的最小值出现的月份为2月或3月，而最大值出现的月份随纬度降低而推迟，南海北部（NSCS）8月，中部（MSCS）9月以及南部（SSCS）12月。在垂直方向上，云量在夏季达到峰值，在春季最低。不透明卷云在北部和中部的夏季占主导地位，分别占53.6%和55.9%，而在南部的四季均为最大的占比；薄卷云在北部的冬季和中部的春季出现频率最高，为46.3%和45.3%。亚可见卷云是各区域占比最少的类型。此外，通过个例分析考察了南海上空卷云的冰晶习性对亮温（BT）的影响，利用ARTS DDA数据库和RTTOV 12.4辐射传输模型中的5种冰晶形状进行模拟，结果表明，8种柱状聚合在北部和南部有较好的模拟，大块聚合更适合中部。

关键词: 卷云, 时空变化, 卫星观测, 辐射传输, 南海

Rapid-Update Assimilation of All-Sky FY-4A/AGRI Radiances for the Analysis and Prediction of Severe Convective Weather

Zhong, P. W., Y. B. Wang, Y. D. Chen, and X. Li, 2026: Rapid-update assimilation of all-sky FY-4A/AGRI radiances for the analysis and prediction of severe convective weather. Adv. Atmos. Sci., 43(1), 213−232,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-4295-y

摘要: 风云四号A星（FY-4A）搭载的先进的静止轨道辐射成像仪（AGRI）具有高时空分辨率，其红外辐射资料能为快速发展的强对流天气提供关键信息。本研究针对FY-4A/AGRI资料的全天空同化建立了适应性区分陆地和海洋的对称性观测误差模型；基于多相态水凝物控制变量发展了FY-4A/AGRI红外资料的全天空同化方案；并探究了同化FY-4A/AGRI不同敏感高度的水汽通道以及采用不同快速更新频率对一次强对流天气事件的分析和预报的影响。结果表明：与单通道同化相比，同时同化两个不同高度的水汽通道能够改进降水预报，这主要归因于其对水汽和水凝物垂直分布信息更准确的分析；不同快速更新同化频率的试验结果显示，相比其他频率，逐小时更新频率能有效融入AGRI的高频观测信息，通过减轻由过快或过慢同化频率所导致的热力、动力及水汽条件之间的不协调性，从而提高了预报的准确性。

关键词: 资料同化, FY-4A AGRI, 全空辐射率, 快速更新

Vertical Structure and Energy Transfer of Stationary Planetary Waves in Different Prescribed Atmospheric Stratifications

Zhang, W. Q., and L. Wang, 2026: Vertical structure and energy transfer of stationary planetary waves in different prescribed atmospheric stratifications. Adv. Atmos. Sci., 43(1), 233−246,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-4511-9

摘要: 本研究探讨了大气层结（N2，即静力稳定度）与定常行星波垂直能量传输特征之间的内在联系，并进一步阐释了其物理机制。考虑平流层N2呈垂直均匀分布的情况，行星波折射指数平方随N2的增加存在一个理论上先增后减的变化趋势，而行星波的垂直群速度则随N2的增加持续减小。机制上讲，该现象源于强N2条件下行星波经向热输送对垂直等熵面位移的抑制效应增强。观测分析佐证了这一发现，表明波信号的垂直传播速度随N2增大而减缓。进一步，采用一个适用于平流层且具有稳定背景西风的准地转中纬度β通道模型来分析N2对行星波结构的影响，模型中的行星波由下边界稳恒能量强迫所激发。分析表明，强N2条件下，波动垂直能量传输受到抑制，进而导致有效的能量辐合，最终显著放大行星波的振幅，使其蕴含更多的能量。对于N2呈准线性垂直分布的情形，其定性响应与常数N2情形类似，但波动振幅及振荡频率呈现一定的垂直变化特征。

关键词: 行星波, 垂直传播, 大气层结, 平流层环流, 群速度

Characteristics of Submicron Aerosols (PM1) in a Yangtze River Delta Megacity: Composition, Sources, and Light Absorption

Yang, S. Y., and Coauthors, 2026: Characteristics of submicron aerosols (PM1) in a Yangtze River Delta megacity: Composition, sources, and light absorption. Adv. Atmos. Sci., 43(1), 247−258,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-5003-7

摘要: 2022年初在中国南京开展外场观测，研究亚微米气溶胶（PM1）的化学组成、来源及光吸收特性。PM1平均浓度为31 µg m−3，其中有机物（33%）占比最高，其次为硝酸盐（30%）、硫酸盐（18%）、铵盐（15%）、氯化物（3%）和黑碳（2%）。研究解析出四种有机气溶胶（OA）组分，包括两种一次有机气溶胶（POA）和两种二次有机气溶胶（SOA）。其中低氧化性二次有机气溶胶（LO-OOA）对OA总质量贡献最大（59%）。LO-OOA与左旋葡聚糖示踪离子C2H4O2+及另一种生物质燃烧老化标志物K3SO4+呈显著相关，表明其可能受老化生物质燃烧有机气溶胶影响。研究还发现，春节期间在静稳气象条件下，烟花爆竹排放会加剧二次污染物生成与累积，延长污染持续时间。LO-OOA表现出最强的光吸收能力，其吸光性主要来源于CxHyN+化合物，且随双键当量（DBE）值增加而增强。高氧化性二次有机气溶胶（MO-OOA）的光吸收可忽略不计，且与白天光化学过程密切相关，可能存在光漂白效应。本研究深化了对冬季长三角典型特大城市南京地区PM1污染中生物质燃烧和烟花爆竹贡献的认识，为制定区域空气质量长期改善策略提供科学依据。

关键词: PM1, 来源解析, 长三角地区, 棕碳