对流层风场作为地球天气与气候系统的基石，直接驱动全球能量平衡与水汽输送，并影响极端天气事件的演变。然而，受限于高空观测资料在时空分布上的稀疏性，全球范围内对流层风速的长期演变特征仍存在较大不确定性，这为准确评估大气环流对全球变暖的响应带来了挑战。

针对这一科学难题，清华大学地球系统科学系陈德亮院士课题组利用全球综合探空资料对对流层内六个标准气压层（850–200 hPa）的风速进行了深入分析。研究发现，在过去的四十多年间（1979–2019年），全球对流层高层风速呈现出显著的增强趋势（图1）尤其在200–300 hPa的高空，除澳大利亚外的全球大部分区域风速增加信号清晰，其中北美及急流出口区域的表现尤为显著。与之形成对比的是，对流层低层的风速变化相对较弱，且在空间上表现出更强的异质性。这种风速变化随高度增加而增强的垂直不对称性，反映了全球变暖背景下大尺度温度梯度调整与区域环流响应的复杂耦合。

图1 高空风速在不同气压层的长期趋势

再分析数据是当前气候研究中不可或缺的工具，但其在刻画风速长期趋势时的准确性仍需严谨评估。研究团队系统比较了CRA-40、ERA5、JRA55、NCEP1、NCEP2和NOAA-V3六套主流全球再分析资料与探空观测的一致性。结果表明，虽然各再分析产品能较好地捕捉风速的平均态和年际变率，但在模拟长期变化趋势，尤其是高层风速趋势时与观测事实存在显著差异。多数再分析产品低估了高层风速的增强幅度，部分区域甚至在趋势方向上与观测结果不符。在对比的资料中，我国的CRA-40以及ERA5整体表现相对较优，与探空观测趋势的吻合度较高，但在观测稀疏地区仍存在明显的地域性偏差。这些不确定性主要源于观测系统变更、资料同化策略差异以及模式对地形影响等物理过程刻画能力的限制。

该研究不仅深化了对全球大气环流动态演变的认知，也为风能资源评估、航空气象安全及气候模式改进提供了重要参考。研究指出，高层风速的显著增强可能作为风电潜力的早期预警信号，未来应进一步加强全球探空观测网络建设，优化同化技术，以提升气候重建与预测的可信度。

相关研究成果以“Global intensification of mean tropospheric winds from IGRA radiosonde and reanalyses”为题，于2026年3月5日在线发表于《气候动力学》（Climate Dynamics）。清华大学地球系统科学系陈德亮院士担任本文通讯作者，南京市气象局虞月工程师为论文第一作者。研究得到清华大学，瑞典研究理事会和瑞典国际科研与高等教育合作基金会资助。

全文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-025-08005-y

供稿：陈德亮 沈成

编辑：王佳音

审核：张强