由中国气象科学研究院灾害天气研究所徐祥德院士团队领衔的研究成果在《Science Bulletin》上发表。将珠峰作为研究外源输入型气溶胶-云降水过程激发效应的“天然实验室”，通过第二次青藏高原综合科学考察研究——珠峰气溶胶-云降水综合垂直观测试验，揭示了外源输入型气溶胶对珠峰云降水过程存在显著激活效应。

珠峰气溶胶-云降水天-地-空综合观测试验示意图

珠峰气溶胶-云降水过程激活效应物理概念示意图

青藏高原位于几个重要的自然和人为气溶胶来源的交汇处，“大气棕色云”（ABC）——对流层中高层的大气污染，从南亚延伸，积累在喜马拉雅山的南坡。这些气溶胶可被提升到10公里以上的高度，通过南—北向的主要山谷间歇性的跨越喜马拉雅山到达高原内陆地区，导致喜马拉雅山和青藏高原南部边缘地区气溶胶的浓度远高于高原腹地。但目前尚不清楚这些气溶胶是否对云降水过程的存在重大影响，很难在气溶胶和降水之间建立明确的因果关系，而且从气候角度确定降水变化的证据也是具有挑战性的。

“世界屋脊”珠穆朗玛峰长年云雾缭绕，尽管人们高度关注冰冻圈的变化，但很少有工作调查珠峰区域的大气气溶胶和云降水过程的相互作用。2017年8月，随着第二次青藏高原综合科学考察研究启动，首次在珠峰布设的可监测大气气溶胶分布、反映大气气溶胶浓度的气溶胶激光雷达和可监测小尺度天气系统的X波段双偏振天气雷达，配合地面常规气象观测，实施了气溶胶-云降水综合垂直观测试验。中国气象科学研究院徐祥德院士团队将珠峰作为研究外源输入型气溶胶-云降水过程激发效应的“天然实验室”，探讨外源输入型气溶胶对珠峰云降水过程的“激活”效应，旨在回答如下问题：外源输入型气溶胶是否对珠峰云降水过程存在激活效应，其是否会在珠峰云降水激发过程中产生区域性差异化影响？怎样的热力机制使外源气溶胶对云降水过程的激活效应成为可能？外源输入型气溶胶的气候影响效应在珠峰南、北坡的云降水上是否表现出不同的变化特征？

研究发现，印度夏季风期间，源自南亚的气溶胶对珠峰云降水存在显著的激活效应。在动力抬升作用影响下，气溶胶的增多对珠峰弱降水的抑制和延缓作用反而会导致珠峰云的发展被激活从而在珠峰北坡形成强降水。珠峰视热源动力驱动机制与气溶胶-云降水激活效应协同影响，可增强珠峰深对流的触发机制和北坡降水过程。受气溶胶激活效应影响的云会发展更为强烈，凝结高度以上过冷液滴、冰粒和冰液混合在云中发生的概率较高，且对流云垂直结构日循环变化对气溶胶存在明显的滞后响应。此外，研究还分析了外源气溶胶对“世界屋脊”云降水过程变化的气候影响效应，基于珠峰长期地面常规气象观测资料分析发现，气溶胶激活效应影响下珠峰南、北坡不同量级降水日数的变化存在差异，珠峰南、北坡小雨发生频次均呈显著减少趋势，而北坡中强降水发生频次却显著上升，揭示了除了气候大幅增暖，外源气溶胶的气候影响效应亦可驱动冰冻圈发生变化。

尽管试验及理论研究已取得重要突破，但文章还强调，未来进一步推动天-地-空一体化综合观测系统建设，纳入更先进或更详细的分析可以揭示更多目前尚未发现的联系和意义，从而深化外源性气溶胶激活效应与云降水之间关系的探索，拓展其对气候和环境科学的贡献。

来自南京信息工程大学、中国科学院大气物理研究所、中国科学院安徽光学精密机械与物理研究所、中国气象局成都高原气象研究所、国家卫星气象中心、大气探测中心的科学家们也参与了这项研究。该研究得到了第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0105)和西藏自治区重大科技专项(XZ202402ZD0006-06)的资助。

论文信息：

Xiangde Xu, Wenyue Cai, Tianliang Zhao, et al.: Understanding clouds and precipitation over the Mount Qomolangma: how does the aerosol activation effect exist? Science Bulletin, 2025, 70(21), 3649-3658, https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.09.031