中文导读| AAS 2026年第2期

Callen

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AAS   大气科学进展AAS   2026年1月7日

Table of Content
Volume 43 · Issue 2 · Pages 263-459

Editorial Notes

Preface to the Special Issue on the International Radiation Symposium 2024

Bi, L., and P. Pilewskie, 2026: Preface to the special issue on the International Radiation Symposium 2024. Adv. Atmos. Sci., 43(2), 263−264,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-5012-6

Review

The Radiation Energy Distribution over the Tibetan Plateau: A Review and Perspective

Ma, Y. M., N. Yao, B. B. Wang, and W. Q. Ma, 2026: The radiation energy distribution over the Tibetan Plateau: A review and perspective. Adv. Atmos. Sci., 43(2), 265−280,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-5065-6

摘要: 青藏高原作为世界上平均海拔最高的高原，在区域的环境和气候变化中起到了关键作用，其中对地表辐射能量收支的准确认知是理解其响应与反馈的基础。然而，由于其地表类型复杂多样、地形起伏显著等因素影响，准确估计地表辐射各分量及地表反照率的时空特征仍是科学界面临的重大挑战。为应对这一问题，自20世纪60年代以来，中外科学家在青藏高原开展了多次大气科学试验与观测研究计划，积累了丰富的站点辐射通量数据与卫星遥感资料。本文系统回顾近35年来青藏高原辐射观测研究的主要进展，重点梳理数十个辐射通量站与多源卫星观测获得的辐射通量空间格局、季节变化与长期趋势，并总结了考虑地形效应的辐射参数化方案的发展历程。最后，本文探讨了该领域未来可能的研究方向。

关键词: 青藏高原, 辐射通量, 原位观测, 卫星遥感, 地形效应参数化

Perspectives

A Perspective on Global Dimming and Brightening Worldwide and in China

Wild, M., Y. W. Wang, K. C. Wang, and S. Yang, 2026: A perspective on global dimming and brightening worldwide and in China. Adv. Atmos. Sci., 43(2), 281−294,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-4534-2

摘要: 全球辐射观测数据显示，到达地球表面的太阳辐射量并非恒定不变，而是经历了显著的年代际变化，这一现象被广泛称为“全球变暗与变亮现象”。该现象在中国地区尤为典型：20世纪60年代至90年代，中国区域地表太阳辐射呈现显著下降趋势（变暗），其速率超过全球平均水平；进入21世纪后，趋势出现逆转迹象，在近年来呈现一定程度的回升趋势（变亮）。本综述论文系统梳理了全球范围地表太阳辐射长期趋势变化的现象、成因及其环境效应，探讨了该领域最新的研究进展与尚待解决的关键科学问题，并重点整合了中国地区的研究动态与重要发现。

关键词: 全球变暗与变亮现象, 地表太阳辐射, 气溶胶, 空气污染,气候变化

A Perspective on Shortwave Radiative Energy Flows in the Earth System

Gristey, J. J., 2026: A perspective on shortwave radiative energy flows in the earth system. Adv. Atmos. Sci., 43(2), 295−306,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-5061-x

摘要: 广泛的研究已表明短波辐射及其与地球相互作用对于更好地理解地球大气系统至关重要。本文作者以通俗易懂的视角，分享了近期研究进展、意外发现以及未来研究方向的展望。本文简要介绍了短波辐射的研究背景，并重点阐述了作者认为尤为重要的三个方面。首先，通过考虑复杂云分布情况之下地面向下短波辐射的影响，强调了三维短波辐射效应的重要性；特别是，只有考虑三维辐射效应才能可靠地模拟地表辐射的概率分布，这对各种研究应用以及下一代大气模式都有重要意义。其次，通过量化控制属性和过程，强调了全球大气顶部向上短波辐射中经常被忽视的日变化特征的重要性，并指出可以改进卫星观测来提升对全球短波辐射日变化的研究。第三，通过提取和归因短波光谱特征，本文展示了短波辐射光谱维度所提供的丰富信息。本文认为，在最近发射和即将发射的光谱分辨率短波卫星观测的帮助下，对短波辐射光谱维度的进一步探索有望开启短波辐射研究的新时代。

关键词: 短波辐射, 地球辐射平衡, 三维辐射效应, 日循环, 光谱变化

Original Paper

Geostationary Satellite–Based Proxy Radar Observations: Expanding Coverage for Storm Tracking

Xue, Y. H., M. X. Xu, J. Li, B. Li, M. Min, P. Zhang, and L. Yang, 2026: Geostationary satellite–based proxy radar observations: Expanding coverage for storm tracking. Adv. Atmos. Sci., 43(2), 307−320,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-5275-y

摘要: 地基雷达是监测和追踪强对流天气的主要手段。然而，由于其覆盖范围有限，在海洋和复杂山地下往往缺少雷达探测数据。静止轨道气象卫星搭载的先进成像仪能够提供高时空分辨率、大范围连续的观测，但其对云的穿透能力不如雷达。综合利用静止卫星和地面雷达观测优势，星地遥感协同，可以构建无缝隙雷达图像，捕捉和追踪强对流发生与发展。基于此，本研究创新性地提出一种基于多维度卫星观测信息联用的雷达组合反射率估算方法（MORE，Multi-dimensional satellite Observation information for Radar Estimation），用于重建雷达回波。MORE 方法的核心是利用深度学习技术，从中国新一代静止气象卫星风云四号B星（FY-4B）的观测数据中重构类似雷达组合发射率的图像。本文建立了两种模型：一种是输入卫星红外通道信息的模型（IR-Single），可在全天候条件下应用；另一种是加入了可见光通道的模型（VIS+IR），仅适用于白天。这两种模型综合利用了多维度卫星观测信息，包括时间变化、空间纹理、光谱及观测角度等特征，从而显著提高了雷达回波重建的精度。结果表明，VIS+IR 模型的表现优于 IR-Single 模型，两个模型的均方根误差（RMSE）均小于 6 dBZ，决定系数（R2）大于 0.7。模型能够较好地重建雷达回波，包括超过50 dBZ的强回波，在无雷达覆盖区域与降水测量结果相吻合。本研究为缺少地基雷达探测区域的强天气监测与追踪提供了宝贵的数据支撑，并为数值天气预报（NWP）模式的改进提供了潜在支持。

关键词: 雷达组合反射率, FY-4B静止气象卫星, 机器学习, 强对流预警

Global Assessment of the Cloud-Aerosol Transition Zone Using CALIPSO

Ruiz de Morales, J., J. Calbó, J.-A. González, H. Andersen, J. Cermak, J. Fuchs, and Y. Sola, 2026: Global assessment of the cloud-aerosol transition zone using CALIPSO. Adv. Atmos. Sci., 43(2), 321−335,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-5052-y

摘要: 云与气溶胶之间的相互作用是评估地球辐射收支过程中最大的不确定性来源之一，这突显了研究云–气溶胶连续体中过渡区（简称 TZ）的重要性。本研究利用CALIPSO卫星上搭载的正交偏振云–气溶胶激光雷达的云–气溶胶判别（简称CAD）评分，对全球过渡区的分布特征进行了评估，分析了其光学性质，并确定了最常与其相关的云或气溶胶类型。CAD 评分通过分析衰减后向散射信号、总色比、体偏振比、高度和纬度等参数的概率密度函数，对云和气溶胶进行分类。在应用多种筛选以避免伪影影响后，TZ被识别为无法明确归类为云或气溶胶的层、CAD评分处于无置信区间的层，以及卷云边缘层。无置信区间层的光学特性可分为两大类：第一类的特征介于高空冰云与气溶胶之间（例如纤细云碎片）；第二类的特征介于低层水云与气溶胶之间（例如大型水合气溶胶）。我们的研究结果凸显了TZ的普遍性，其在所有廓线中的出现率为9.5%，占被探测层的6.4%。第一类及卷云边缘层主要分布在热带辐合带（ITCZ）及中纬度地区，第二类则多出现在西非中部和东亚沿岸的洋面上空，这些区域常见高空烟羽与含尘海洋气溶胶。

关键词: 云–气溶胶过渡区, 曙暮光区, 云–气溶胶相互作用, CALIPSO, 云垂直结构

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（接上篇）

The Black Array of Broadband Absolute Radiometers Earth Radiation Imager: Science Requirements, Instrument Design, and Concept of Operations

Coddington, O., and Coauthors, 2026: The Black Array of Broadband Absolute Radiometers Earth Radiation Imager: Science requirements, instrument design, and concept of operations. Adv. Atmos. Sci., 43(2), 336−360,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-5049-6

摘要: 宽带绝对辐射计黑阵列地球辐射成像仪 (BABAR-ERI) 是一种小型、适应性强的天底指向推扫式成像仪，用于测量 0.3−100 μm地球出射宽带辐亮度，通过降低辐射不确定性和实现云分辨空间分辨率，其信息量高于目前的测量仪器。由三台仪器组成的BABAR-ERI观测套件适合12U立方体卫星的外形尺寸，包含用于测量短波（0.3−4.5 μm波段）和总辐射（0.3 μm−00 μm波段）的联合配准科学望远镜通道、双通道机载辐射稳定性监测器和可见波长照相机。新型1×32元件电替代辐射计像素可对1 km×1 km联合配准地面覆盖范围内的短波和总辐射进行成像；长波辐射（4.5−100 μm波段）由短波辐射与总辐射相减得出。双通道机载稳定性监测器是辐射标准探测器，其测量值与科学望远镜同时采集，双通道的占空比差异很大，将用于跟踪和校正科学通道的衰减。单通道中等可见光相机有助于获取地理定位信息，并提供环境信息和亚像素级变化，从而促进测量稳定性研究，并实现高空间分辨率的过程级科学研究。这些科学通道和稳定性监测器的探测器是绝对测量基准型、常温工作、微型化工艺制造的电能替代辐射计，其在垂直排列的碳纳米管的整个测量范围内具有近乎完美的光学吸收率。BABAR-ERI 科学通道未来会在广泛的地面校准过程中其出现其全面的测量范围特征，适用于多种地球场景和深空温度测量。

关键词: 立方体卫星, 电替代辐射计, 1公里覆盖范围, 宽带辐射, 气候

Quantifying Global Black Carbon Aging Responses to Emission Reductions Using a Machine Learning-based Climate Model

Shen, W. X., M. H. Wang, J. C. Wang, Y. W. Liu, X. Y. Dong, X. Y. Shao, M. Yue, and Y. M. Liu, 2026: Quantifying global black carbon aging responses to emission reductions using a machine learning-based climate model. Adv. Atmos. Sci., 43(2), 361−372,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-5041-1

摘要: 世界各国致力于污染物减排，然而，在全球尺度上黑碳（BC）老化对减排的响应仍不明确。本研究利用全球气候模式（CAM6）及其耦合机器学习的四模态气溶胶模块，量化了2011–2018年以及2050年和2100年碳中和情景下全球黑碳老化对减排的响应。结果显示，2011–2018年间全球黑碳老化程度（以包裹物与黑碳核的质量比RBC表示）呈现出显著的区域差异：中国地区RBC以每年5.4%的速率上升，而美国、欧洲和印度等地区的RBC变化幅度较小。该差异主要源于二次有机气溶胶（SOA）与硫酸盐包裹物的相反变化趋势，其驱动因素为包裹物前体物与黑碳的相对排放（即挥发性有机物-VOCs/BC和二氧化硫-SO2/BC比值）变化。碳中和情景的预测表明，至2050年（2100年），全球RBC将增加47%（118%），各主要排放源区均呈现显著增长趋势。由于黑碳减排幅度大于VOCs，SOA包裹物的增加成为推动RBC上升的主导因素，进而使全球黑碳的质量吸收截面（MAC）在2050年（2100年）增强11%（17%）。因此，尽管全球黑碳柱浓度将大幅下降60%（76%），MAC的增强将部分抵消黑碳直接辐射效应的降低幅度，导致2050年（2100年）黑碳直接辐射效应的降幅仅为其柱浓度降幅的88%（92%）。本研究揭示了在碳中和路径下全球黑碳老化及其光吸收能力的增强现象，这将部分减弱直接减排对未来黑碳辐射效应下降趋势的影响

关键词: 黑碳, 老化趋势, 减排, 碳中和, 机器学习

Hybrid Bayesian-Machine Learning Framework for Multi-Profile Atmospheric Retrieval from Hyperspectral Infrared Observations

Kong, S. Y., L. Bi, W. Han, R. Y. Yin, and H. L. Zhang, 2026: Hybrid Bayesian-machine learning framework for multi-profile atmospheric retrieval from hyperspectral infrared observations. Adv. Atmos. Sci., 43(2), 373−389,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-5070-9

摘要: 准确获取大气廓线对于提升天气预报和气候预测水平至关重要。然而，与晴空条件相比，云区内复杂的大气过程给反演带来了巨大挑战。本研究提出了一个融合贝叶斯优化与机器学习的新框架，用于从红外高光谱卫星观测中反演大气温度、湿度、臭氧浓度以及云量、冰水含量和液水含量等多种廓线。具体而言，我们首先采用贝叶斯方法，通过极小化与风云四号B星（FY-4B）静止轨道干涉式红外探测仪（GIIRS）的观测亮温（BT）和模拟亮温的差异，以ERA5再分析数据作为先验资料优化反演，从而在多种天气系统下构建了一个包含约280万条廓线的高质量数据库。优化后的廓线显著提升了辐射一致性，将云区的亮温差异从超过40 K降低至10 K以内。为进一步克服贝叶斯方法的局限性，我们开发了一个Transformer-Resnet混合模型（TERNet）。该模型在全天空条件下对大气整层的反演均有较为理想的表现，其温度、湿度、冰水含量和液水含量的均方根误差分别为1.61 K、5.77%以及2.25×10−6/6.09×10−6 kg kg–1。TERNet模型在云参数反演方面优于ERA5，在温湿廓线反演方面则优于GIIRS L2产品。通过与探空数据和CALIPSO卫星反演数据集的独立验证，进一步证实了该框架在不同气象条件下的可靠性。这项工作揭示了将基于物理约束的贝叶斯方法与数据驱动的机器学习相结合，能够充分挖掘红外高光谱数据的应用潜力。

关键词: 贝叶斯, 机器学习, 反演, GIIRS, 大气廓线

Meeting Summary

The International Radiation Symposium 2024

Buggee, A., M. van den Heever, and P. Pilewskie, 2026: The International Radiation Symposium 2024. Adv. Atmos. Sci., 43(2), 390−397,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-4525-3

摘要: 2024年6月17日至21日，国际辐射委员会在中国杭州举办了四年一度的国际辐射研讨会。来自18个国家的276名科学家在此展开了热烈的学术交流。会议设置了十场口头报告和两场海报展示环节，涵盖的主题十分广泛，涉及辐射传输理论与模型、粒子辐射特性、太阳紫外辐射以及地基观测等诸多领域。本会议小结无意穷尽所有内容，而是旨在对此次研讨会上的大量报告进行一次概览性的梳理。

关键词: 大气辐射, 大气遥感, 野外观测

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（接上篇）

News & Views

The First Detection of Shipborne Ozone Soundings in the South China Sea

Li, D., J.-C. Bian, Z.-X. Bai, Z.-Y. Ouyang, J.-H. Cao, and Z. Qiao, 2026: The first detection of shipborne ozone soundings in the south china sea. Adv. Atmos. Sci., 43(2), 398−404,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-5162-6

摘要: 2023年5月22日至6月15日，首次在南海开展船载臭氧探空观测实验，旨在更深入地研究中国海域上空臭氧垂直结构。臭氧探空观测揭示，夏季南海边界层的臭氧浓度高于热带海洋站点。卫星和再分析数据难以捕捉到海洋上空臭氧垂直精细结构。后向轨迹结果进一步表明，由于台风深对流的垂直输送作用，对流层上层（约13.5 km）臭氧混合比浓度显著下降；同时，由于对流层顶附近空气下沉导致对流层中层臭氧混合比浓度略有上升。观测结果为进一步研究海洋区域臭氧的化学结构提供了宝贵信息，并为未来开展从地面到平流层的臭氧垂直演变长期监测奠定了基础。

关键词: 船载探空, 臭氧探空, 南海, 热带气旋

Original Paper

Observation and Simulation of Vertically Resolved Nitrous Acid (HONO) in Autumn over Urban Beijing, China

Tang, J. W., and Coauthors, 2026: Observation and simulation of vertically resolved nitrous acid (HONO) in autumn over urban Beijing, China. Adv. Atmos. Sci., 43(2), 405−419,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-4524-4

摘要: 作为羟基自由基（OH）的关键前体物，亚硝酸（HONO）在不同高度大气环境中的收支特征已受到广泛关注。本研究于2019年秋季在北京开展观测实验，获得了HONO、NO2、O3和HCHO等关键组分浓度的垂直分布。HONO与NO2之间呈现显著相关性，且二者浓度比值随高度变化，表明气溶胶表面化学反应在HONO生成中具有重要影响，并表现出明显的高度依赖性。为提升模型性能，研究将NO2的非均相转化及其光增强过程引入到一维模型中。模拟结果表明，夜间地面和高空的HONO生成均由NO2的非均相反应主导；日间，近地面HONO的来源则以硝酸盐光解和光增强的NO2非均相转化为主。同时，地表生成的HONO可经垂直输送影响上层大气，而在较高层次大气中，HONO则来源于垂直输送与原位生成过程的共同作用。作为OH自由基的重要前体物，观测数据显示HONO、O3和HCHO的浓度均呈现明显的昼夜变化与垂直分布差异。HONO在所有高度层的清晨时段均对OH自由基的生成起主要贡献作用，在地表附近的最低层，它甚至成为整个日间最主要的贡献者；而O3和HCHO的贡献则午间变得更为突出，尤其是在较高层大气中。本研究结果有助于深化对城市边界层大气氧化过程的理解。

关键词: HONO, 差分吸收光谱技术, 垂直分布, 一维模型, OH自由基

Fine-tuning Atmospheric Parameters for Improving ENSO Simulation in the Zebiak–Cane Model

Wei, X. J., L. Chen, M. Sun, R. H. Xie, and R.-H. Zhang, 2026: Fine-tuning atmospheric parameters for improving ENSO simulation in the Zebiak–Cane model. Adv. Atmos. Sci., 43(2), 420−435,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-4423-8

摘要: Zebiak-Cane（ZC）模式是广泛应用于ENSO模拟和预测的海气耦合模式，然而它在模拟ENSO相关的海表温度变化及大气非绝热加热过程时仍存在一定偏差。为提升ZC模式对ENSO基本特征的模拟能力，本研究通过改进其非绝热加热参数化方案，构建了一个改进的ZC模式（MZC_XJH模式）。在此基础上，评估了MZC_XJH模式对海温与降水之间非线性关系的模拟表现，系统探讨了三个关键大气参数对ENSO主要特征（包括振幅、周期、季节锁相、多样性以及非对称性）的影响及机制。研究结果表明，当大气参数单独变化时，ENSO的振幅与周期对参数变化最为敏感；而在多个参数协同变化的情况下，ENSO的部分统计特征则表现出显著的非线性响应。这一结果强调在进行模式参数优化时需充分考虑参数间的协变对模拟结果的影响。本研究进一步给出了一组能够较好再现ENSO振幅及纬向风异常位置的大气参数配置方案，尽管该参数配置在模拟ENSO其他特征方面仍存在一定偏差。本研究的敏感性试验结果为ZC模式的参数调整提供了科学依据，有助于其在面向特定研究目标时的定向优化与应用。

关键词: ENSO, Zebiak-Cane模式, 海温-降水非线性关系, 参数化方案

Multivariate Adjustment in the IAU-Based Tropical Cyclone Initialization Scheme in the TRAMS Model

Zhang, S. J., and Coauthors, 2026: Multivariate adjustment in the IAU-based tropical cyclone initialization scheme in the TRAMS model. Adv. Atmos. Sci., 43(2), 436−450,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-4444-3

摘要: 直接使用全球模式分析场作为区域模式初始场时，常常会出现台风初始化涡旋偏弱的现象。作者前期基于分析增量更新(Incremental Analysis Updates,IAU)技术发展了单变量台风初始化方案，该方案可以在完整的模式约束下将台风强度订正到与实况相接近的水平,这有助于改善区域模式的台风预报效果。然而,单变量调整IAU台风初始化方案仅仅在初始时刻对风场进行订正,其余变量则在模式积分过程中通过模式自身动力约束对风增量的响应进行调整。这种单变量调整需要经过较长的时间窗(3-6 h)才能适应模式风场调整引起的强迫,一方面限制了利用逐小时台风观测信息进行高频快速更新同化的可能性,同时也使得初始时刻风场调整信息在长时间窗积分过程中被过度耗散。针对上述问题,本研究在单变量调整台风初始化方案的基础上引入梯度风平衡和静力平衡大尺度约束，构建了多变量调整 IAU 台风初始化方案。基于2017年第13号台风“天鸽”开展的一系列IAU台风初始化试验结果表明:多变量调整使得初始时刻各变量的调整信息更加充分的被模式吸收,台风路径和强度的调整效果能够更加持久且稳定;多变量调整可以在不降低模式对台风预报技巧的前提下，将IAU的松弛时间缩短至1 h。多变量调整台风初始化方案的改进效果还得到了批量试验结果的支持。本研究为下一步开展四维台风初始化以及台风卫星资料同化研究奠定了基础。

关键词: 台风初始化, 多变量调整, 分析增量更新技术, 数值模拟

Letter and Notes

Variations in Summer Extreme Heat Events in the Mongolian Plateau: Role of the Soil Moisture over the Inner Tibetan Plateau

Deng, Z. R., R. H. Zhang, and Z. Y. Zuo, 2026: Variations in summer extreme heat events in the Mongolian Plateau: Role of the soil moisture over the Inner Tibetan Plateau. Adv. Atmos. Sci., 43(2), 451−459,  https://doi.org/10.1007/s00376-025-5097-y

摘要: 近期研究表明，蒙古高原的快速增温可能会加剧极端高温事件的发生。然而，驱动蒙古高原夏季极端高温事件的特征与机制尚不明确。本研究探讨了蒙古高原夏季极端高温事件的年际变化特征及其与青藏高原内陆夏季土壤湿度的关系。研究结果表明，蒙古高原极端高温事件的发生与该地区局地高压系统引起的大气下沉运动有关。下沉运动进一步导致中低云量减少和短波辐射增加，从而使地表增温并引发夏季极端高温事件。进一步分析表明，青藏高原土壤湿度增加会增强潜热通量，激发局地次级环流，从而强化蒙古高原上空的局地高压系统，促进夏季极端高温事件的发生。此外，线性斜压模型和CMIP6的模式结果进一步证实，夏季青藏高原土壤湿度的变化对蒙古高原极端高温事件的发生具有促进作用。

关键词: 夏季极端高温事件, 蒙古高原, 土壤湿度, 青藏高原