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全球变暖导致寒冷地区雨雪交融（ROS）增多，威胁生态与社会经济。研究基于 CMIP6 模型，分析 1950 年以来 ROS 变化及其对径流的影响，预测 SSP245 和 SSP585 情景下至 2100 年趋势，发现高纬度 / 海拔地区 ROS 增势显著，其径流贡献将被降雨削弱，为水管理提供科学依据。
在气候变化的大背景下，寒冷地区的水文过程正经历着深刻转变。雨雪交融（Rain-on-Snow, ROS）作为暖雨落在积雪上引发的特殊水文现象，不仅会加剧积雪融化、诱发洪水和雪崩等灾害，还会影响冻土稳定性及生态系统平衡。然而，此前缺乏对历史条件下 ROS 全球分布及不同排放情景下未来预测的系统性分析，这使得科学界和管理部门难以全面评估其对水资源和社会经济的潜在影响。为填补这一研究空白，美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心（NASA Goddard Space Flight Center）与马里兰大学巴尔的摩分校的研究人员开展了一项跨时空的全球尺度研究，相关成果发表在《Nature Communications》上。
研究团队采用耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）的气候模型数据，并结合诺亚多参数化模型（Noah-MP）进行陆面过程模拟，分析了 1950-2014 年历史时期的 ROS 模式，并预测了 SSP245（中等排放）和 SSP585（高排放）情景下至 2100 年的趋势。研究通过降尺度和偏差校正的气象数据驱动模型，量化了 ROS 对径流可用水（RunoffWA，即降雨与融雪之和）的贡献，并运用曼 - 肯德尔检验（Mann-Kendall test）等统计方法验证趋势的显著性。
全球历史 ROS 格局与径流贡献
历史数据显示，ROS 主要集中在北半球山区，如北美高纬度地区、美国西部、欧洲阿尔卑斯山脉和高山亚洲（HMA），南半球仅安第斯山脉有少量发生。在这些地区，ROS 占年降水量的比例可达 10% 以上，年发生天数超过 30 天。尽管全球降水和气温呈上升趋势，但 ROS 呈现双向变化：高纬度（如北纬 50° 以北）和高海拔地区（如阿尔卑斯山脉、HMA）因降水相态转变（雪转雨）和积雪持续存在，ROS 呈增加趋势；而低海拔地区（如美国西部部分区域、东西欧）因积雪减少甚至消失，ROS 减少。径流分析表明，ROS 引发的融雪（QSMROS）对径流可用水的贡献在阿尔卑斯山脉、HMA 等地高达 30%，但在安第斯山脉和东欧等地则低于 10%。
未来预测：SSP245 与 SSP585 情景对比
在两种排放情景下，ROS 的空间分布与历史时期相似，但强度和趋势差异显著。SSP585 情景下，高纬度和高海拔地区的 ROS 增幅更大，例如北极圈附近的 ROS 天数和降水量占比可较历史时期增加 3 倍。然而，尽管 ROS 频率上升，其对径流的贡献却因降雨强度激增而被削弱 —— 到本世纪末，降雨对径流可用水的贡献将远超融雪（包括 ROS 引发的融雪），尤其在低纬度地区。例如，美国西部因积雪减少和降雨主导，ROS 的径流贡献将下降 50% 以上，而 HMA 和北欧高纬度地区因积雪较厚，ROS 贡献仍保持相对稳定。
区域动态与季节差异
按月度分析显示，低纬度和低海拔地区的 ROS 多发生在 12 月和 1 月（如美国西部、欧洲），而高纬度 / 海拔地区则集中在 3 月（如北极、阿尔卑斯山脉）。未来，高纬度地区 3 月的 ROS 增幅最大，SSP585 情景下甚至 2 月的 ROS 也会显著增加。在阿尔卑斯山脉，尽管 ROS 总量上升，但降雨的主导性使得其径流贡献增幅有限，这意味着未来洪涝风险将更多由降雨而非 ROS 驱动。
研究结论与意义
这项研究首次提供了 ROS 全球动态的完整图景，揭示了其与气候变化的复杂反馈机制。核心结论包括：① 高纬度和高海拔地区是未来 ROS 的 “热点”，但径流贡献将被降雨超越；② 中低纬度地区因积雪消失，ROS 的水文影响逐渐减弱；③ 不同排放情景下，ROS 的强度和趋势差异显著，SSP585 情景下极端事件风险更高。研究结果为全球水资源管理、灾害预防和生态保护提供了关键科学依据，尤其强调了在高海拔地区（如 HMA）和北极圈应对 ROS 激增的紧迫性，同时指出需加强对降雨主导型洪涝的适应性规划。此外，研究还呼吁改进模型分辨率以更精确模拟山区积雪动态，并开展多参数敏感性分析以降低不确定性。
该研究通过整合多模型数据和跨尺度分析，不仅深化了对 ROS 水文效应的理解，也为气候变化背景下的全球水安全议题提供了新的研究范式。随着全球变暖持续，ROS 的时空演变将成为寒区水文研究的核心议题之一，而本研究的预测框架将助力各国制定针对性的适应策略。
