论文概要：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。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。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。
(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
(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
核心PI
|
中国科学院
|
1、科技部第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0102）气候变化与西风-季风协同作用，骨干，2019.11-现在；
2、国家自然科学基金重点项目"碳中和背景下的关键气候动力学过程及其对中国区域气候的影响 ",资助批准号：42141019，项目负责人，2022.1-2025.12；
3、国家自然科学基金中日韩A3前瞻国际合作项目，编号：42261144687，项目骨干，2023.01-2025.12；
4、中国科学院战略性先导科技专项资助，子课题"印度洋-第三极热力差异对季风的影响及其经向输送效应",项目编号：XDA20060501，子课题骨干，2018-2022；
5、国家自然基金委重大研究计划“青藏高原多圈层相互作用及其气候影响”集成项目，项目批准号91937302，课题负责人，2019.9-2023.12；
6、国家自然科学基金创新群体项目“东亚季风变异特征与机理”，项目编号：NSFC41721004，项目骨干，2018.01-2023.12；
7、国家自然科学基金重点项目“全球变暖背景下海洋的快慢响应过程及对东亚区域气候的影响”，项目编号：NSFC 41831175，项目负责人，2019.01-2023.12；
8、中国科学院战略性先导科技专项资助，子课题"印度洋-第三极热力差异对季风的影响及其经向输送效应"，项目编号：XDA20060501，子课题骨干，2018-2022；
9、国家重点研发计划全球变化及应对重点专项“高分辨率海冰模式的研发”（2018YFA0605904），项目骨干，2018.9-2023.12；
10、横向项目：内蒙古自治区鄂尔多斯高新区气候可行性论证，2022.3-2022.5，项目负责人；
文章信息：
上述研究成果发表于国际期刊《Climate Dynamics》上。中国科学院大气物理研究所在读博士宿小蕴为文章第一作者，黄刚研究员为论文通讯作者。该研究得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
点击文末“阅读原文”可查看成果发布源。