在全球气候变暖背景下，青藏高原正经历着气温升高、降水格局改变以及生态系统结构系统性调整等变化。这些变化迫切需要能够更加准确地反映高海拔地区水热耦合特征及其生态效应的气候分类体系。然而，既有分类框架在水分维度上的缺失，使得对高原内部气候带重组及其生态响应的精细化刻画尚存不足。

针对上述问题，清华大学地球系统科学系陈德亮教授团队联合南京信息工程大学等单位开展研究，在经典柯本–盖格尔气候分类框架中进一步考虑水分条件，增强分类体系对高海拔地区水热组合及其生态效应的刻画能力，为认识青藏高原气候变化背景下生态气候格局演变提供了新的分析工具，也为高原生态学、土壤学和水文学等相关领域研究提供更加贴近实际的气候分区基础。

柯本–盖格尔气候分类是全球应用最广泛的经典气候分类体系之一，传统柯本分类主要依据温度阈值定义极地气候，这一方法能够较好地反映南北极地区的气候生态特征。然而，青藏高原虽然海拔高、气温低，但太阳辐射强，不同区域水分条件差异显著，植被生长同时受到温度和水分的共同制约。因此，传统分类中同属ET气候的区域，其实际水热条件和植被状况可能存在明显差异，难以充分反映青藏高原复杂的生态气候格局。

针对这一问题，研究团队在完整保留柯本分类温度—降水基本框架的基础上，引入干燥度指数表征水热耦合条件，从水分维度进一步细分苔原气候（ET），将其划分为半湿润苔原（ETf）、半干旱苔原（ETm）和干旱苔原（ETw）三个亚类。同时，研究增加夏季温暖指数作为辅助判据，以减少高海拔地区大量降雪难以被植被直接利用而可能造成的分类偏差。

图1 改进后的青藏高原柯本–盖格尔气候分类指标体系。

为检验改进分类的生态意义，研究团队利用卫星遥感归一化植被指数（NDVI）进行了验证。结果显示，改进后的分类能够更清晰地区分不同水热条件下的植被覆盖差异，显著降低传统分类中同一ET类型内部较大的植被异质性。基于1991—2020年平均气候条件，青藏高原东部部分高山峡谷地区主要被识别为半湿润苔原（ETf），中部和西部高原主体以半干旱苔原（ETm）为主，干旱苔原（ETw）则主要分布于干旱区边缘向高原内部延伸的区域。不同亚类的NDVI分布表现出更加清晰的差异，表明改进后的分类与实际植被状况具有更好的对应关系。

图2 基于1991—2020年平均气候条件的柯本–盖格尔气候类型及植被状况空间分布，改进后的分类能够更清晰地区分不同苔原气候亚型的植被特征。

基于1979—2023年长时间序列气象资料，研究进一步揭示了青藏高原气候类型的显著变化。过去45年间，约28万平方公里区域发生气候类型转换，极地气候（E）整体收缩，冰原气候（EF）面积近乎减半，寒带气候（D）明显扩张；与此同时，苔原气候（ET）内部不同水分亚型之间也发生了大范围转换。研究表明，青藏高原的气候变化并非仅表现为气温升高，还伴随着水热条件的共同变化及气候带的重新分布。

研究团队还将改进方案应用于安第斯山脉、阿尔卑斯山脉和落基山脉等全球典型高山地区。结果表明，通过针对不同山地进行参数校准，该分类思路具有进一步推广应用的潜力。

相关研究成果以“改进的柯本气候分类揭示青藏高原生态气候的水热控制”（A revised Köppen climate classification reveals hydrothermal controls on eco-climate over the Qinghai–Tibet Plateau）为题，发表于 《npj 气候与大气科学》（npj Climate and Atmospheric Science）。

南京信息工程大学陈铁喜教授为论文第一作者兼共同通讯作者，清华大学地球系统科学系陈德亮教授为共同通讯作者。研究由清华大学、南京信息工程大学、青海理工学院、北京师范大学、德国亥姆霍兹环境研究中心、莱比锡大学等单位合作完成。研究得到清华大学碳中和与能源系统转型项目、青海省创新平台项目、国家自然科学基金等支持。

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DOI：10.1038/s41612-026-01539-w

供稿：陈德亮 何斌

编辑：王佳音

审核：俞乐