《Nature》地中海降水变化研究：长期稳定为主，变率主导趋势

为探究地中海降水变化，研究人员分析超 2.3 万个站点数据，发现 1871 - 2020 年降水多呈稳定态，此研究对相关规划意义重大。

　　

地中海地区，这片被海洋环绕的神奇地域，气候却十分复杂，降水不均且多变。在全球气候变化的大背景下，人们对地中海地区的降水变化格外关注。以往的研究对此存在诸多争议，部分研究依据气候模型预测，认为未来地中海地区降水将大幅减少，一些基于观测数据的研究也支持降水呈下降趋势，且将其归因于人为影响。然而，也有研究指出，地中海降水具有显著的时空变异性，长期来看保持稳定。这种争议使得该地区降水变化的真实情况扑朔迷离，而降水变化又对当地生态系统、水资源利用、农业生产等方面有着深远影响，所以迫切需要对其进行深入研究。

为此，来自多个国家研究机构的研究人员携手开展了一项全面深入的研究。他们收集了地中海地区 27 个国家超 2.3 万个站点的降水数据，时间跨度从 1871 年至 2020 年，形成了极为丰富的数据集。通过对这些数据的详细分析，研究人员发现，地中海地区降水在 1871 - 2020 年期间总体上保持稳定，尽管存在明显的年代际和年际变化。这一研究成果发表在《Nature》杂志上，为我们理解地中海地区的气候变化提供了重要依据。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，对收集到的大量降水数据进行了严格的数据质量控制，剔除了异常值和不合理数据，确保数据的准确性。然后，针对数据存在的缺失问题，采用了基于邻近站点数据的重建方法，填补数据空白，保证数据的连续性。同时，对数据进行了同质性检验和校正，消除可能存在的系统误差。在分析降水趋势时，运用了非参数统计方法，如 Mann - Kendall 检验和 Theil - Sen 回归，这些方法能有效评估趋势信号及其统计显著性，且对数据分布没有特殊要求。此外，还通过逐步回归模型分析大气环流对降水的影响，并将观测数据与气候模型模拟结果进行对比。

研究结果主要包括以下几个方面：

1. 观测降水趋势：研究发现地中海地区降水在时空上变化很大。不同分析时期，年降水量趋势在符号、幅度和统计显著性上差异明显，大部分站点的趋势不显著。即使在变化最明显的时期，如 1951 - 2020 年，有显著趋势的站点占比也不到 15%。季节尺度上，降水趋势同样变化多端，不同地区在不同季节有增有减，且大多不显著。从区域平均降水来看，年尺度上多个分析期都无显著趋势，季节尺度上除冬季外，其他季节也以高变异性和长期稳定性为主。此外，气象干旱的持续时间和强度也大多呈现稳定状态，这与之前一些认为该地区气象干旱增加的研究结果不同。

2. 大气动力学的影响：地中海降水的年代际和多年代际变化与大尺度大气动力学密切相关，尤其是在寒冷季节，大气环流模式如北大西洋涛动（NAO）和地中海涛动（MO）对降水变化影响显著。通过逐步回归模型分析发现，这些大气环流指数能解释很大一部分降水变异性。除 1901 - 2020 年外，模型残差在时间上大多保持稳定，表明大气环流变化能很好地解释地中海地区年降水量的变化。在季节尺度上，大气环流的影响更为明显，不同季节大气环流机制对降水变异性的解释程度不同，但总体上残差在长期内保持稳定。

3. 通用环流模型的趋势：数值模型模拟结果通常认为地中海地区降水呈下降趋势，但研究人员通过将观测数据与耦合模式比较计划第 5 阶段（CMIP5）和第 6 阶段（CMIP6）模型输出的网格单元数据对比发现，虽然模型模拟的负趋势网格单元比例较高，但与观测数据并无显著差异。而且，观测趋势落在模型模拟趋势范围内，CMIP6 模型在模拟历史降水趋势方面比 CMIP5 模型表现更好，更接近观测数据，两者都显示该地区历史降水趋势大多不显著。

研究结论和讨论部分指出，该研究全面分析了地中海地区降水趋势，与以往一些认为降水呈下降趋势的研究不同，此研究表明历史降水趋势依赖于时间框架，空间变异性强，长期以稳定为主。大气环流变异性是影响地中海地区降水趋势的主要因素，以往研究将降水趋势归因于人为强迫可能不准确，其影响可能是间接的，通过改变大气环流起作用，但目前缺乏证据表明人为强迫对相关大气环流机制有显著影响。此外，研究还强调了观测数据库的重要性，通过创新的数据共享方法克服了数据获取的困难，为研究提供了更准确全面的依据。同时，研究也指出地中海地区虽降水趋势不明显，但气候干旱化在加剧，主要是由于大气蒸发需求增加，未来降水减少可能会加剧水资源问题，所以需要进一步研究应对气候变化带来的复杂挑战。