文章简介

• 论文名称：Traditional Meiyu–Baiu has been suspended by global warming

• 第一作者及单位：尹志聪(教授|南京信息工程大学大气科学学院)

• 通讯作者及单位：王会军（院士|南京信息工程大学大气科学学院）

• 文章发表期刊：《National Science Review》（顶级综合性期刊&中科院1区Top期刊|最新影响因子：16.3）

• 期刊平均审稿速度：13周（参考）

1.研究内容

南京信息工程大学王会军院士（通讯作者）和尹志聪教授（第一作者）等合作在National Science Review发表题为“Traditional Meiyu-Baiu has been suspended by global warming”的研究论文。从归纳传统梅雨塑造江南经济和文化的概念模型出发，构建了能够表征梅雨丰富内涵的指标，进而揭示出人类活动导致传统梅雨停摆，梅雨几近丢失其烟雨特征的科学事实。未来增暖情景下，梅雨将进一步远离其传统特征，进入“新常态”。National Science Review杂志将该论文选为同期Highlight成果。

1、江南曾经多烟雨，塑造了独特的东方经济文化

“夏至之雨,名为黄梅雨,沾衣服皆败黦”出自西晋《阳羡风土记》。可见，如烟的、潮湿的梅雨气候自古有之。数千年间，东亚梅雨（中国Meiyu、日本Baiu和韩国Changma）深刻地塑造了独特的东方经济和文化（图1）。

图1|传统梅雨塑造江南经济和文化的概念模型

虽然梅雨常常与霉变相关联，但她温柔的雨水恰到好处地滋润了拔节和孕穗期的水稻。同时，梅雨也有利于有机质和微生物增加，为鱼虾提供了充足饵料。“鱼米之乡”由此而形成。物质上的富足给灿烂文化的发展提供了支撑。如烟似雾的梅雨造就了江南人柔情哀婉、多愁善感的性格。历代江南文人既欢喜于“黄梅时节雨霏微”，又在“漠漠轻阴拨不开”中寄托愁思。绘制于苏州太湖的《西山雨观图》和温婉动听的吴侬软语，从视听维度向我们展现了古人感受到的烟雨（图2）。就连徽派建筑的白墙黛瓦马头墙的审美和功能都受到了梅雨的极大影响。

图2|中国古代以梅雨为文化意象或主题的诗词（上）以及明代画家沈周绘制于苏州太湖的《西山雨观图》（下）

2、梅雨不“霉”，东亚梅雨逐渐偏离了传统烟雨特征

近些年梅雨期，长江流域和日本都罕见烟雨，而代之以极端降雨或高温干旱。比如，2020年超级暴力梅和2022年大范围持续性高温干旱。值得注意的是，2023年梅雨期平均降雨并未表现出极端旱涝特征，但强降雨过程之间出现多天的晴朗高温，也不具备传统的“烟雨”和“霉雨”特征。从上可以发现，偏离传统的梅雨类型很难用单变量描述，例如超强梅雨和空梅干旱往往处于某单一变量曲线的两端，而类似2023年的非传统梅雨又往往位于均值位置。所以，采用单一变量（降雨，湿度或气温等）很难全面刻画出梅雨的传统特征（也是梅雨最初的定义）和丰富内涵（如图1和2所示）。由于缺乏定量描述烟雨的方法，气候变化背景下梅雨特征是否已经显著转变尚不明朗。虽然已有不少研究针对极端梅雨事件开展了检测和归因，但烟雨并不是极端的事件，所以已有研究结论也很难被泛化到理解传统梅雨的变化。

为了解开这一谜题，王会军院士团队首次构建了三维的烟雨偏离度指数（deviation degree of misty rain，D2MR）。三个分指数被定义为（1）连续的无雨日数，侧重表征降雨连续性的有效中断；（2）80%雨日的平均雨强，提取雨日降水的总体状态；（3）体感温度高于70%分位数的热日数，以区分炎热和闷热。以南京为例，三个分指数构成三维空间中的一个点，该点距离烟雨状态的欧氏距离被计算为D2MR指数（图3a）。当D2MR较小时，南京经历了阴雨连绵和闷热发霉的梅雨季；当D2MR明显偏大时，意味着南京梅雨偏离传统特征，可能是强降雨或高温干旱。

1961–2023年，中国Meiyu和日本Baiu区域平均的D2MR都表现为显著的上升趋势，并且在大部分站点也都可以诊断出D2MR的显著上升趋势（图3b）。这表明东亚梅雨已经逐步丢失了传统烟雨特征，梅雨不“霉”。典型的传统梅雨主要集中在1970年代中期之前；大多数极端干热和强降雨年份在长江流域集中在2010年之后，在日本Baiu区则分布在1990–2023年间。Meiyu区D2MR线性上升趋势（0.34/10a）明显强于Baiu区D2MR（0.19/10a），表明长江流域在近些年遭遇了更强的极端气候灾害。

图3|1961-2023年（a）烟雨偏离度（D2MR）的三个分指数变化（以南京为例），（b）Meiyu和Baiu区域标准化后的D2MR指数变化及其趋势

3、归因于人类活动，未来将持续远离

CMIP6计划中24个模式大多数可以再现出D2MR的上升趋势，且能够模拟出Meiyu区比Baiu区更显著的增强特征，这一趋势与人类活动密切相关。总体来看，Meiyu区D2MR变化趋势的82.5%（75.2–87.2%）可以归因于人类活动，而Baiu区D2MR变化趋势的81.1%（42.6–96.1%）由人类活动驱动而来（图4）。人类活动中温室气体强迫是影响D2MR变化的主要因素，而气溶胶的影响相对来说不显著。当然CMIP6试验所用的气溶胶变化并不能真实代表东亚地区人为排放的剧烈变化，相关结论还有很大的不确定性。全球增暖除了会导致大气含水量增加外，还会通过增强垂直运动和水汽条件的变化幅度影响梅雨性质的年际差异。20年滑动计算的较强和较弱降雨年份之间垂直运动和水汽条件的差异也在线性上升，这一趋势与D2MR非常吻合（图5）。也就是说，人类活动导致的全球变暖在百年间就强迫东亚梅雨明显丢失了其传统烟雨特征。

图4 1961-2023年（a）Meiyu和（b）Baiu地区D2MR变化趋势的归因结果（均有超过80%可归因于人类活动）

根据最新的预估结果，未来增暖情景下东亚梅雨将进一步远离其传统特征，进入“新常态”。从当前到2100年，中等排放情景（SSP2-4.5）下Meiyu和Baiu地区D2MR将分别以0.27/10a和0.14/10a的速率增强。高等排放情景（SSP5-8.5）下的增长速率将提高至0.37/10a和0.20/10a。到21世纪末，不同排放情景下Meiyu区D2MR将增大到1961–1970年均值的8–16倍，Baiu区则增大到3–6倍。这意味着人类活动对Meiyu性质的影响明显强于其对Baiu的作用，这与历史时期的分析也是一致的。尽管长期气候预估存在一定不确定性，但“东亚梅雨在更暖的未来将进一步远离烟雨特征”是非常值得关注的。

来自气候系统预测基础科学中心（CCSP）的作者团队进一步指出：

（1）气候变化是人类文明演变的重要驱动力，传统梅雨在千年间塑造了独特的东方经济和文化。相较于古代，当前人类活动的动能极大增强了。“传统梅雨停摆”是否足以推动和将如何推动东亚人类社会文明产生改变？值得继续探讨。

（2）全球变暖已经越来越接近1.5°C阈值，这将激活多个地球系统临界点，也将彻底改变一些局地的气候系统。生态系统、能源体系和交通网络等可能因为无法及时适应这些极端气候转变而遭受巨大损失，这需要更多学科和政府部门的融合攻关和应对。

（3）取代烟雨的极端降雨和高温干旱具有较强的极端性，然而当前的预报预警能力还不足以满足人口密集、经济发达的梅雨区的防灾减灾需求。未来应进一步探究东亚降水变化的物理机制和可预测性来源，并研发和集成多时间尺度的早期预警技术和系统。

图5|影响降雨强度的垂直速度（a-c）和水汽条件（d-f）差异及其趋势；（a，d）每滑动20年，计算其中10个较强降雨年和10个较弱降雨年的差异；（b, c, e, f）给出的是1961–1981和2003–2023年的空间分布

2.文章引用

文章信息：Yin, Z. C., Song, X. L., Zhou, B. T., Jiang, W. H., Chen, H. P., Wang, H. J., 2024. Traditional Meiyu-Baiu has been suspended by global warming, National Science Review, nwae166, https://doi.org/10.1093/nsr/nwae166

信息来源：南京信息工程大学大气科学学院官网