历史昼夜温差趋势约束未来气候投影

为何当今的昼夜温差重要

我们大多数人都会注意到下午变得更热或夜间不再像以前那样降温。这一天内白天最高温与夜间最低温之间的摆动——昼夜温差（DTR）——影响我们的健康、作物产量、能源使用和生态系统。该研究表明，过去几十年DTR的变化方式可用于改进区域气候对持续全球变暖响应的预测，为地方规划提供更可靠的指导。

从每日高低温到未来气候线索

DTR就是一天的最高温与最低温之差，但它反映了热量与水分在大气与陆地间的输送。二十世纪晚期较早时期，许多地区夜间升温比白天更快，导致DTR缩小，催生了“夜间变暖”的概念。近来，在某些地区情况发生了逆转：白天最高温的上升速度超过夜间最低温，使日温差扩大。这些变化与云量、土壤水分和入射太阳辐射的变化密切相关，而这些要素也在塑造热浪与寒潮等气候极端事件方面发挥重要作用。

在多种气候模式中寻找稳健模式

气候模式对本世纪末陆地上DTR将如何变化存在很大分歧。有些模式预测日夜差会缩小，有些则预测会扩大，即便是在相同区域内也会有不同结果。作者检视了26个最先进的气候模式，寻找一种“涌现”模式：即各模式模拟的1981至2014年DTR历史趋势与其在持续温室气体排放情景下对未来DTR变化投影之间的一致关联。他们在大多数陆地区域发现了明确关系：历史DTR趋势越正（或越不负），这些模式通常预测未来DTR减少越少——甚至可能增加。该关联在不同排放情景下均成立，且当历史期延伸到2024年时仍然存在，表明这是一种稳健特征而非巧合。

用观测数据增强区域预报

由于这种关系在许多地区都很强，研究人员使用全球温度数据集中观测到的DTR趋势来“牵引”模式投影向现实靠拢。实际做法是用观测到的过去趋势校正每个模式的未来估计，然后将这些校正后的估计合并。他们将此方法应用于近年IPCC报告使用的44个参考区域，发现在其中27个区域——覆盖约三分之二的全球陆地——这种校正在统计上是可靠的。在这些区域中，经约束的投影显示DTR总体上会随变暖而减少，尤其是在俄罗斯北极等高纬度地区，而像地中海、南美部分地区以及非洲和亚洲的若干地带则可能出现稳定或更大的昼夜温差。重要的是，在这27个区域中，该方法将模式不确定性大约减少了15%到68%，使可能的未来范围更为紧凑。

云、日照与土壤水分如何驱动这些变化

研究还探讨了为什么历史与未来DTR变化会如此一致。云量是关键因素。云减少使白天有更多阳光加热地表，提升白昼最高温；而夜间云的变化则影响回向太空的红外辐射平衡。作者表明，云量减少与DTR增加在过去和投影中都密切相关，且随着温室气体增加这一效应会增强。其他因素也很重要：土壤水分以及热量与水分在陆地与空气间的交换方式影响白天温度上升的强度与夜间降温的程度。由于降雨减少或蒸发增加而变干的地区，尤其在某些季节，往往会出现更大的DTR变化。

对公众与规划的意义

该研究通过证明过去昼夜温差的变化可以可靠地约束未来投影，提供了一种减少区域气候展望不确定性的新途径。对于关心热应激、作物产量、疾病风险或能量需求的决策者而言，了解不仅仅是平均气温将上升多少，还要知道日间最高与夜间最低温如何拉伸或压缩，这一点至关重要。研究发现，外部驱动因素——尤其是温室气体排放和与云相关的变化——已在DTR上留下持久印记，并将延续到未来。利用这一印记来精炼模式投影，使我们更接近达到为地方气候适应和政策提供所需细化信息的目标。

引用: Liu, A., Xue, D., Yang, B. et al. Historical diurnal temperature range trends constrain future climate projections. Commun Earth Environ 7, 163 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03185-9

关键词: 昼夜温差, 区域气候投影, 云量, 温室气体, 气候极端事件