气候系统中，地表与覆盖在其上的大气通过水文循环和能量循环发生着复杂的相互作用（陆-气耦合），影响着高温、暴雨等极端天气事件的发生。近期研究指出陆-气耦合可显著影响极端降水的频率和强度。然而，在区域尺度上，陆-气耦合如何影响日降水分布，特别是与极端事件发生风险相关的降水分布的尾部，尚不明确。
澳大利亚是世界上有人类居住的最干旱的大陆之一，同时也是陆-气耦合的热点区域。近年来，频发的极端降水严重影响着当地的农业、地下水补给和生态系统脆弱性。在此背景下，确定陆-气耦合在澳大利亚未来极端降水变化中的贡献可为当地的极端降水预估提供重要支持。
©图片来源于网络：当地时间2022年3月9日，澳大利亚悉尼，温莎Hawkesbury河沿岸的一座房屋被洪水淹没
基于第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）的子计划—陆面、雪和土壤湿度模式比较计划（LS3MIP），本研究将日降水分布中的临界值作为极端降水阈值，分析陆-气耦合对未来时期（2040—2059年和2080—2099年）澳大利亚夏季日降水分布变化的影响，量化了由陆-气耦合引起的极端降水发生风险的变化。
结果表明，陆-气耦合削弱了未来时期澳大利亚夏季极端降水的增加幅度，导致未耦合实验中极端降水的强增加转变为耦合实验中的弱增加。在低排放情景下的长期预估（2080—2099年）中，陆-气耦合可使极端降水指数（即降水分布中的临界值）的增加幅度减少56.8%。不仅如此，这种削弱效应也存在于日降水分布极端尾部的变化上，表明陆-气耦合降低了未来时期澳大利亚夏季的极端降水发生风险。在高排放情景下的长期预估（2080—2099年）中，陆-气耦合可使非常极端的极端降水（历史时期1995—2014年日降水量第99.7百分位数）发生风险由未耦合实验的4.38倍降低为耦合实验的2.66倍，减少了172%的极端降水发生风险。
©作者文章|左图：澳大利亚地区不同时期和情景下的耦合实验（蓝线）与未耦合实验（红线）中的风险比变化（即未来时期与历史时期的概率密度之比）；右图：耦合实验与未耦合实验的风险比差异。其中左图中的黑色竖线代表耦合实验中1995—2014年的临界值的位置，右图中的粉色阴影为红色实线的填充；耦合实验1995—2014年的不同降水百分位数的位置在图中顶部x轴坐标中标出。
本研究强调陆-气耦合对区域日降水分布变化的影响，定量揭示了陆-气耦合对澳大利亚夏季未来极端降水发生风险的抑制效应，这对澳大利亚地区的降水预测和气候变化适应具有重要意义。
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674927824001187?via%3Dihub
常美玉 博士研究生
单位：复旦大学大气与海洋科学系
研究方向：土壤湿度及其气候效应
左志燕 教授
单位：复旦大学大气与海洋科学系
研究方向：陆-气相互作用；气候变化
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