祖脉秦岭东连豫鄂、南望巴蜀、西接青藏、北瞰关中，“和合南北，泽被天下”，是我国的“绿芯”和“中央水塔”，是横亘在中国大陆中东部海拔最高的东西向山脉，是我国南北方天然的地理分界线，也是长江黄河两大水系的分水岭，其独特的地理位置使之成为生态环境过渡地带及气候变化敏感区。秦岭的地貌形成演化与全球大地构造与青藏高原隆升过程及东亚季风演化历史具有紧密联系，是研究构造、地貌、气候、生物和环境相互作用的重要信息库，对中国南北的地质、地理、气候、生态以及人文环境分异都产生了至关重要的影响。秦岭的生长（主要表现为地表高度的增加和面积的扩张）驱动了周边地区地貌格局的重大变化，引发了大气环流和地表水系的重组，从而导致中国南北方气候环境分异格局的建立，秦岭何时生长到关键阈值从而影响区域气候模式的转变，是长期困扰地球科学界的难点。

近年来，地理科学与旅游学院王斌副教授课题组致力于秦岭新生代隆升过程及其气候环境效应问题研究，将目前国内外在青藏高原全球变化研究中比较成熟的思想和方法借鉴运用于秦岭生态演变和环境效应研究之中,在前期已完成的渭河盆地露头剖面和钻孔岩芯高分辨率沉积记录基础上，加强现代气候观测和模拟分析，注重现代过程的原理解释，试图利用气候模拟技术选取合适参数反演秦岭隆升所带来的气候环境效应，真正从物理机制和气象学原理上实现“将今论古”和“将古论今”的统一。打通全球变化的“古今障碍”，做到深层地质记录和地表现代过程的和谐。

在学院全球变化研究团队支持下，课题组通过与英国伦敦大学学院（UCL）、芬兰气象局、厦门大学等国内外一流研究单位合作，利用已开展的秦岭山区现代降水观测，结合秦岭不同隆升幅度的WRF（Weather Research and Forecasting Model）模式模拟的气候敏感性试验，重建晚新生代以来秦岭地形抬升-水汽传输-水文演变过程；通过现代观测和地质记录对模式结果进行检验和校正，使气候记录古-今结合成为可能；探究秦岭生长影响气候分异的关键阈值，在长期气象观测和地质记录基础上，开展数值模拟，初步揭示了秦岭高大地形对南北方降水的分异作用。为揭示秦岭生长的区域气候环境效应、深刻认识全球变化背景下秦岭山地水资源演变及影响因素提供新的科学依据。

进展一：基于WRF模拟的秦巴山脉对南北过渡带夏季降水的影响研究

作为中国南北自然地理与气候分界线的秦岭-大巴山（简称秦巴）山脉，对南北过渡带气候生态变化具有重要影响。然而秦巴山脉对南北过渡带降水的具体作用机制尚不明确。为揭示秦巴山脉地形组合对南北过渡带气候变化的影响机理，本研究利用天气研究与预报（WRF）高分辨率数值模式，分别针对秦岭、大巴山及其综合效应开展了地形敏感性实验。结果表明：秦岭与大巴山脉的高程变化共同调节着南北过渡带夏季降水格局，其中两座山脉的综合效应对降水的调控作用最为显著，强化了"北旱南涝"的气候格局。秦巴山脉的抬升导致秦岭与大巴山区域降水显著增加（分别增加125.52 mm和177.68 mm），同时造成山脉以北地区降水减少113.68 mm，引发黄土高原显著干旱化，而山脉以南降水变化相对较小（增加89.21 mm）。其驱动机制包括改变水汽输送路径和垂直运动：在秦巴山脉敏感性实验中，东南-西北向的正水汽输送通道更加明显，地形扰动引起的变化达到峰值，从而改变了水汽输送的路径和方向。本研究深化了我们对全球变化情景下山脉抬升导致的气候效应过程和机理理解。

图1--秦岭-大巴山不同地形组合敏感性实验下夏季整层水汽通量和风场的偏差分布图

引用格式：Wang et al., Influence of Qinba Mountains on summer precipitation in the North South transition zone based on WRF simulation. Environ. Res. Commun. 2025,7, 065013  https://doi.org/10.1088/2515-7620/addbab

进展二：秦岭高程变化对中国中部降水的影响：WRF模式模拟分析

新生代期间秦岭山脉的构造驱动抬升对周边地区产生了显著的气候与环境效应，但学界对此具体过程和机理认知仍较为有限。本研究利用天气研究与预报（WRF）模型设计地形敏感性实验，探讨秦岭不同抬升幅度对中国中部夏季降水格局的影响。结果表明：秦岭隆升导致中国降水空间分布格局强化，总体呈现南增北减的变化特征。当山脉从平均海拔400 m抬升至现今高度时，秦岭以北地区降水减少64.3 mm（降幅13%），秦岭山区降水增加134.4 mm（增幅39%），以南地区降水增加8.1 mm（增幅1.5%），其中黄土高原降水减少62.7 mm（降幅18%）。随着秦岭抬升，地形物理屏障效应增强导致山脉上空水汽减少，但气团受迫抬升引发垂直运动增强，反而增加了秦岭山区的夏季降水。与之相反，尽管秦岭以北出现水汽堆积，但缺乏地形强迫作用导致降水减少。当秦岭抬升至1600 m平均高程时，开始对风场和水汽输送产生显著阻挡效应，该高程使秦岭有效转化为天然屏障，进一步强化了中国南北气候分异格局。这些发现表明秦岭抬升过程中存在明显影响气候分异的关键阈值（临界高度），其高程变化对中国中部降水空间分异产生了显著影响。

图2--秦岭山脉高程对中国中部降水影响示意图

引用格式：Wang et al., Impacts of Qinling Mountains Elevation on Precipitation in Central China: A WRF Modelling Analysis. International Journal of Climatology, 2025; 0:e70079  https://doi.org/10.1002/joc.70079