近几十年来，西北太平洋地区热带气旋强度呈现持续增加趋势，致使近年来超强台风事件频繁发生，严重危害我国经济社会发展与碳中和能源转型。已有研究指明西北太平洋地区同期垂直风切变的减弱趋势是热带气旋强化的重要驱动因素。然而，人为因素对垂直风切变减弱的贡献目前尚不明确。

近日，中国气象科学研究院大气成分与环境气象研究所（碳中和监测与评估中心）于晓超等利用CMIP6多模式集合模拟数据，揭示了近几十年来欧亚大陆非均匀气溶胶强迫对有利于热带气旋强化的动力条件的主导作用，相关成果发表在国际期刊《Environmental Research Letters》上。目前，《Nature Climate Change》杂志将该成果遴选为Research Highlights（研究亮点），以“Humans fuel stronger cyclones”为题进行了报道。

文章链接：

https://www.nature.com/articles/s41558-025-02321-1

多源观测结果显示，1979-2014年期间，西北太平洋季风槽区热带气旋强度显著增加（趋势为0.6 m/s per decade）、垂直风切变显著减小（趋势为-0.1 m/s per decade），二者具有显著的负相关关系（Cor: -0.73, P<0.01）（图1a和b）。其中，对流层上层（200 hPa）风对垂直风切变的减弱具有主要贡献（92%）（图1c），是热带气旋强化的重要驱动因素。

图1（a）

图1（b）

图1（c）

图1：基于多源观测资料的1979-2014年期间7-9月平均西北太平洋季风槽区域垂直风切变与热带气旋强度趋势特征.(a)垂直风切变趋势的空间分布.(b)季风槽区域平均垂直风切变与热带气旋强度的时间序列及趋势.(c)对流层上层（200 hPa）风和下层（850 hPa）风对垂直风切变减弱的各自贡献.图1a中红色方框为北半球夏季热带气旋活跃的季风槽区域。

利用CMIP6多模式集合模拟数据，研究发现人为气溶胶强迫试验合理地再现了1979-2014年期间西北太平洋季风槽地区垂直风切变和200 hPa风的减弱趋势（图2）、欧亚大陆与西北太平洋200 hPa处的异常大气环流形势（图3）以及东亚地区的大气经向温度梯度异常与纬向风异常（图3）。这说明人为气溶胶强迫通过触发对流层上层大气环流变化主导了季风槽区域内垂直风切变的减弱，最终加剧了有利于热带气旋强化的动力条件。

图2（a）

图2（b）

图2：基于多源观测和CMIP6多模式试验的1979-2014年期间7-9月西北太平洋季风槽区域平均（a）垂直风切变和（b）200 hPa风的长期线性趋势.OBS、ALL、AER、GHG、NAT和PI分别代表基于多源观测数据、CMIP6全强迫、气溶胶强迫、温室气体强迫、自然强迫和气候系统内部变率试验的结果。

图3：基于(a)多源观测数据、CMIP6多模式(b)全强迫、(c)气溶胶强迫和(d)温室气体强迫试验结果的1979-2014年期间7-9月平均200 hPa风的线性趋势的空间分布情况.图中“A”和“C”分别代表反气旋和气旋异常。

基于团队前期的发现（Wang et al., 2021, 2024），自20世纪80年代以来，欧洲人为气溶胶排放减少引发了区域范围的异常升温，在对流层上层激发了向东南方向传播的异常罗斯贝波列，致使中国华南、中南半岛和印度半岛上空出现气旋性异常（图3a-c）。

与此同时，东亚气溶胶排放增加导致区域性的异常冷却，中纬度大气经向温度梯度加剧（图4a和b）。在大气热力结构变化的作用下，中国南海上空纬向风增强（图4e和f）。此外，大气经向温度梯度进一步激发了对流层上层偶极型经向环流遥相关，导致西北太平洋150°E区域上空出现气旋性异常（图3a-c）。最终，欧亚大陆非均匀气溶胶强迫通过大气环流遥相关导致西北太平洋季风槽区200 hPa处存在西风异常（削弱了气候态东风和东北风），主导了季风槽区域内垂直风切变的减弱，加剧了有利于热带气旋强化的动力条件。

图4（a-d）

图4（e-i）

图4. 基于CMIP6多模式(a和e)全强迫、(b和f)气溶胶强迫、(c和g)温室气体强迫和(d和h)自然强迫试验结果的1979-2014年期间7-9月东亚地区纬向平均(a-d)大气经向温度梯度和(e-h)纬向风长期趋势的气压-经向剖面分布情况。

考虑到欧洲地区当前人为气溶胶排放水平较低、进一步减排的潜力有限，未来东亚地区人为气溶胶排放减少预计将有利于西北太平洋地区垂直风切变的增强，从而对热带气旋强化起到限制作用。这有待于未来工作加以证实。

该论文作者包括中国气象科学研究院大气成分与环境气象研究所（碳中和监测与评估中心）于晓超、雷亚栋、王志立（通讯作者）、李颖芳、刘琳、车慧正（通讯作者）、张小曳和灾害天气研究所赵大军，以及中国科学院大气物理研究所吴波。该研究得到国家自然科学基金等项目和中国气象局重点创新团队项目“地球系统观测及化学天气系统”联合资助。

相关论文：

[1] Yu Xiaochao, Lei Yadong, Wang Zhili, Zhao Dajun, Li Yingfang, Liu Lin, Wu Bo, Che Huizheng, & Zhang Xiaoye. Inhomogeneous aerosol forcing increasing tropical cyclone intensity in western North Pacific by weakening vertical wind shear. Environmental Research Letters, 2025, 20(3), 034042.

[2] Wang Zhili, Lei Yadong, Che Huizheng, Wu Bo, & Zhang Xiaoye. Aerosol forcing regulating the recent decadal change of summer water vapor budget over the Tibetan Plateau. Nature Communications, 2024, 15, 2233.

[3] Wang Zhili, Feng Jin, Diao Chenrui, Li Yanjie, Lin Lei & Xu Yangyang. Reduction in European anthropogenic aerosols and the weather conditions conductive to PM2.5 pollution in North China: a potential global teleconnection pathway. Environmental Research Letters, 2021, 16 (10), 104054.