近日，联合团队在北半球太阳辐射预估研究取得一项成果。该联合团队基于团队2023年自主研发的首个均一化暨AI重建全球SSR基准数据集SSRIH20CR，建立了一种新的“分层涌现约束”关系，将北半球地表太阳辐射未来预测的不确定性降低了约15%。该建模与以往研究不同之处在于充分考虑到了观测的不确定性，改变以往将“观测”作为模式模拟约束的“金标准”的做法。

研究团队系统评估了第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）气候模型的模拟能力，发现这些模型在模拟历史地表太阳辐射时存在系统性偏差。大多数模型低估了北半球陆地太阳辐射的年际波动幅度，低估率高达20%至50%。特别是，多模型集合平均结果未能再现20世纪末北半球SSR观测中出现的从‘变暗’到‘变亮’的转折现象，而这一现象在全球许多地区的实际观测中都被证实存在。

分层涌现（HEC）模型对CMIP6预估的本世纪中期和末期SSR变化的差异

研究首先基于云量和气溶胶辐射强迫对于SSR长期变化的主导性驱动作用，采用不同时段的观测数据开展了多个约束实验，确保上述涌现约束模型的稳健性。在此基础上，对30个CMIP6模式预估的本世纪中期和末期SSR变化进行了涌现约束（HEC）。研究发现，由于CMIP6中 “热模型”的存在，使得多模式集合平均在历史模拟和未来预估中均明显高估了SSR的气候平均值。利用上述稳健的物理联系，将全球基准观测数据集（即使是包含了一定程度的不确定性）的信息融入未来预估，从而系统性地量化并减小了模型偏差。

研究还给出了区域性的详细预估：尽管中非、北美西海岸等地区预计的辐射下降幅度有所缓和，但南亚、欧洲和大部分非洲地区将面临更为显著的太阳能资源减少。这为全球范围内的太阳能产业布局和能源政策制定提供了宝贵的差异化洞察，避免误导过于乐观的产业规划。

这项成果为全球光伏电站的选址、长期规划和投资决策提供了更可靠的科学依据，有助于规避因气候预测偏差导致的能源投资风险。该研究成果以“Reducing uncertainty in surface solar radiation projections over the Northern Hemisphere using a hierarchical emergent constraint: Insights from CMIP6 and observation reconstruction”为题在线发表在SCI期刊《Atmospheric Research》上，共同第一作者为焦铂洋博士，苏煜丞博士，共同作者还包括苏黎世理工学院（ETH）的Martin Wild教授等，通讯作者为我本文。该研究得到国家自然科学基金面上项目（42375022）等的资助。

文章链接：

Jiao, B., Su, Y., Chao, L., Li, Z., Li, Q.*, Wild., M., 2025. Reducing uncertainty in surface solar radiation projections over the Northern Hemisphere using a hierarchical emergent constraint: Insights from CMIP6 and observation reconstruction, Atmos. Res., 108594，https://doi.org/10.1016/j.atmos