2月2日，我校崖州湾创新研究院暨海洋科学技术学院马建教授作为第一作者（兼通讯作者），带领其上海交通大学的博士冯静（共同第一作者）、研究助理张寅丁，联合香港科技大学苏慧教授（共同通讯作者），英国Exeter大学Matthew Collins教授、崖州湾创新院苏静副教授、自然资源部第二海洋研究所/韩国首尔国立大学In-Sik Kang教授、日本东京大学Masahiro Watanabe教授以及中国海洋大学李建平教授，在Nature旗下期刊npj Climate and Atmospheric Science发表研究论文An analytical framework reduces cloud feedback uncertainty by linking percentage cloud change to surface ocean warming patterns。该期刊以“严选具有范式重构潜力的前瞻成果”著称，是Nature旗下权威期刊，中科院SCI期刊分区1区，影响因子9.4，我校为第一署名单位。此次发表（图1）针对全球学界公认的气候变化领域最前沿的科学问题，即全球云反馈的根本特性和涌现约束，从大气动力过程向地球辐射效应进行跨界研究，揭秘了创新理论范式“比例暖者更高”，并给出高效两段式解决方案，突破性地将模式之间的不确定性降低了59%。

图1. 论文网页

云对地球辐射平衡有着显著的影响，并随着地表变暖而发生复杂的变化。由此引发的云辐射反馈是未来气候预测中最大的不确定性来源，但现有的约束方法还不够充分。与此同时，气候变化中的海表升温并非均匀，而是在不同区域表现出冷暖不均的形态。这些增暖型会引起气候系统的响应，包括但不限于大气环流、水汽、云、能量输运、台风活动以及辐射反馈等。在21世纪的气候预估中，海表增暖型具有很大的不确定性，对云辐射反馈的不确定性具有至关重要的影响，但其具体过程尚不清楚。本文揭秘，海表增暖型实际上驱动了热带云量的百分比变化（即相对变化），从而导致了云高的变化（如图2所示）。基于这一发现，论文提出了“比例暖者更高”的理论范式，并构建了基于空间型的百分比分析框架，识别出了主导云反馈的三大关键因子：百分比云量变化对海表增暖型的敏感度、气候学云量覆盖率，以及相对于热带平均升温的海表增暖型本身。

图2.各云型百分比云量变化的水平分布（彩色；%），包括（A）高云、（B）中云和（C）低云，与海表增暖型（等值线；K；间隔0.1 K）的对比（左），以及它们的空间散布（右）。左图中阴影区域的集合平均百分比云量变化超过了模式间标准差，而右图显示云与海表温度的空间相关系数以及线性拟合参数。

基于“暖者更高”的范式，进一步开发了不确定性归因程序和两段式机制。利用近期的观测数据，减小了上述三个因素在不同模式之间的差异，并建立了一个面向过程的、用于预估21世纪云反馈的涌现约束方案（如图3所示）。在第一阶段，通过将模拟的云敏感度和平均云量覆盖率进行观测数据的替代，修正了偏差，并将模式之间的差异缩减一半。在第二阶段，进一步约束了海表增暖型效应，该效应在归因分析中解释了剩余不确定性的79%。基于此百分比分析框架，得到了总云、低云、中云和高云反馈的全球平均值，分别为0.49±0.27、0.33±0.21、0.09±0.09和0.07±0.06 W m⁻² K⁻¹（90%置信度）。这使得云反馈的模式间不确定性降低了59%（图4），地表增温的不确定性降低了33%，最终得出了气候敏感度为4.08±0.97 K的结果。

图3.概述百分比云量变化的空间型分析框架及两段式、过程导向型涌现约束的流程图。前两步概括了“暖者更高”范式及云反馈不确定性的三大关键驱动因子。第三步通过缩放百分比云敏感度并代入观测云量来减小云反馈的不确定性。最后一步利用投影的观测敏感度的不确定性对海表增暖型效应进行约束。

由npj-CAS新文章提出的百分比分析框架，与云量变化的直接分析相比具有合理优势，能够解决云变化对海表增暖型多样化的偏离问题。具体来说，云量变化的量级忽高忽低，尤其是中云变化几乎可以忽略不计。然而，百分比变化在不同云类型之间具有相似的量级，且与海表温度具有一一对应的正负关系（图2）。该关系进一步揭示了云体系存在潜在竞争：中云在深对流区与高云相关，而在大气下沉区则与低云相关，这反映了对流深度的影响。作为马建教授从气候变化动力学向辐射气候反馈领域进行跨界研究的首创工作，文章揭示了诸多类似的新观点，攻坚艰难。主要难点具体有五：一是该课题属于科学问题前沿；二是研究方法复杂；三是行文需做到简洁清晰；四是属于跨界研究的首篇文章；五是研究思路标新立异。研究从立意（2020年）到接收历时六年，贯穿出共同第一作者博士生冯静的整个培养方案，期间马建及合作者对稿件进行了十余次修改，平均每次耗时一到两个月，可谓呕心沥血之作。艰苦卓绝的再研究和修改过程将论文的水平提升到了一个新的高度，终获发表。

图4.约束后的海表增暖型（B）和云辐射反馈：（A）水平分布与（C）全球平均值

“六载铸一剑，霜刃显锋芒。”针对气候预估最大困境，经过呕心沥血艰苦奋斗，提出了创新理论范式“比例暖者更高”，揭秘了云量百分比变化与海表增暖型的关联。继而成功设计出高效解决方案，包括分析框架、归因程序和涌现约束，显著降低了云辐射反馈的不确定性。学术成果的最终发表，标志着中国学者在未来气候变化的云辐射反馈前沿领域，再次领衔跨界研究，取得里程碑式的关键突破！

论文引用：

Ma, J., Feng, J., Su, H., Collins, M., Su, J., Kang, I.-S., Watanabe, M., Li, J. & Zhang, Y. An analytical framework reduces cloud feedback uncertainty by linking percentage cloud change to surface ocean warming patterns. npj Clim. Atmos. Sci. (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01339-2

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41612-026-01339-2

（责编：黎宗荔 审核：许浩丰）