引言
云在地球气候系统中发挥着至关重要的作用，它通过调节全球辐射收支和驱动水循环来影响气候（Huang, 2013；Quante, 2004；Stephens, 2005）。云的宏观物理和微观物理特性与大气气溶胶密切相关，后者充当关键的云凝结核（CCN）或冰核粒子（Roebeling et al., 2008；Xia et al., 2025）。根据经典的第一个气溶胶间接效应，在液态水路径恒定的条件下，气溶胶浓度增加会将可用水分分配到更大数量的更小液滴中，从而显著增强云的反射率（Chuang et al., 2002；Twomey, 1977）。这一初始的微观物理扰动随后触发第二个间接效应，即这些较小液滴的碰撞-凝结效率降低，延缓了降水的发生并延长了云的整体寿命（Albrecht, 1989）。因此，气溶胶与云之间的复杂相互作用是人为气候强迫的主要驱动因素之一，但目前全球气候模型中最大的不确定性来源之一（Costantino and Bréon, 2013；Fan et al., 2016；Zhao et al., 2023）。
为阐明气溶胶-云相互作用（ACI），具有显著气溶胶波动的长期观测证据不可或缺（Clement et al., 2026；Gupta et al., 2022）。过去二十年来，中国已成为评估ACI的天然实验室。在21世纪初快速工业化和城市化的推动下，中国东部地区持续维持较高浓度的人为细模态气溶胶，主要由二次无机化合物和碳质物质组成（Huang et al., 2014；Wang et al., 2016）。然而，鉴于严重的公共健康和环境后果，中国政府实施了一系列严格的减排策略，其中最突出的是2013年底启动的《大气污染防治行动计划》（通常称为清洁空气行动）（Ma et al., 2019；Zhang et al., 2019）。该政策的实施与随后十年中国大部分地区气溶胶光学厚度（AOD）的持续下降相吻合（Zheng et al., 2018）。从极端污染积累到大气快速净化的阶段性转变，为研究区域云系统如何响应人为排放的减排提供了一个十年级别的框架。
大量先前的研究尝试利用卫星反演和地面观测数据来量化不同地区的ACI。Stathopoulos等（2017）利用十年的MODIS卫星反演数据（2003–2012年），评估了中国三大主要都市地区的ACI，强调了大气水分和云顶高度的调节影响。Liu等（2020）表明，较高的CCN浓度增加了触发降水所需的云厚度，从海洋上低于1公里、中国北方约2公里的基线水平，增加到重污染地区超过4公里。云宏观物理和微观物理特性对气溶胶的响应也已被研究。例如，Zhao等（2019）发现，对于水分含量不足的边界层云，云滴有效半径与气溶胶浓度之间存在负相关关系。Xu等（2025）进一步表明，气溶胶光学厚度（AOD）的增加增强了低层对流层稳定性并抑制了行星边界层高度，从而阻碍了低层云的形成。
除气溶胶外，气象条件对云的属性也有显著影响，这阻碍了我们对ACI的理解（Cai et al., 2022；Yang et al., 2021）。动力学和热力学环境直接决定云的形成和演化。例如，强烈的垂直上升气流在动力学上维持并增加了云量（Liu et al., 2018），而夏季丰富的水汽则是云形成的重要热力学条件（Ma et al., 2023）。云对气溶胶扰动的敏感性高度依赖于气象格局，海表温度和逆温强度等背景条件会强烈调节云量的宏观物理响应（Jia et al., 2024）。因此，准确量化气溶胶间接效应需要严格的约束来解耦气象变异性。
重污染格局中的非线性缓冲效应常常被忽视（Stevens and Feingold, 2009；Carslaw et al., 2013；Toll et al., 2019）。在华北平原等历史污染区域，减排前的高气溶胶负载可能降低了云滴尺寸对气溶胶扰动的敏感性（Reutter et al., 2009）。过去十年的减排伴随着气溶胶负载的下降，可能已经改变了观测气溶胶-云关系的背景条件（Zheng et al., 2018；Quaas et al., 2022）。在较低气溶胶负载下，云滴有效半径（CER）可能变得更加响应气溶胶变化，尽管这种关系也取决于水分可用性、云格局和气象条件（Yang et al., 2021；Wang et al., 2026）。这些时间变化为检验暖云的气溶胶-云敏感性在高气溶胶负载和低气溶胶负载时期是否存在差异提供了观测背景（Xu et al., 2025）。气溶胶变化还可能通过不同的液态云和冰/混合相路径影响云的辐射响应（Toll et al., 2019；Storelvmo, 2017；Wang et al., 2026），但这些过程与本研究中考察的暖云AOD-CER敏感性是不同的。
在本研究中，我们调查了中国气溶胶负载下降期间暖云属性及ACI的时空变化。利用1°×1°空间分辨率的长期月度MODIS数据，我们对AOD和埃克森斯特勒指数进行了时间断点分析，以划分气溶胶从积累到净化的转变。我们不是直接考察原始的气溶胶-云相关性，而是以云液态水路径（LWP）作为宏观约束，在不同的热力学格局中分层考察云的微观物理响应。通过约束气象水分背景，我们旨在减少混杂的协变异性并量化云滴对气溶胶波动的格局依赖性敏感性。本文的结构如下：第2节描述数据和方法。第3节呈现气溶胶的时空演化及气溶胶对云的影响。最后，第4节总结主要发现及其对理解ACI和改进气候模型的意义。
