图 全球降水地面观测台站的分布与变化（1900~2022年）

　　降水是全球水循环的核心组成部分，覆盖广泛、持续可靠的观测数据是科学认知降水演变规律、应对气候变化挑战的前提。然而，全球尺度降水观测资料的系统评估和优先建站区域识别仍明显不足。在国家自然科学基金项目（批准号：42521001、U24A20572）等资助下，北京师范大学缪驰远教授团队在全球降水观测台站网络评估与优先选址识别方面取得进展。相关研究成果以“降水观测网络缺口限制了气候变化影响评估（Precipitation observing network gaps limit climate change impact assessment）”为题，于2026年3月25日发表于《自然》（Nature）杂志上。论文链接为：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10300-5。

　　研究团队收集了1900年至2022年全球超过22万个观测站点的逐日降水记录，首次从全球尺度量化了降水观测网络的覆盖水平，揭示了目前仅有13.4%的陆地面积达到世界气象组织推荐的密度标准，全球降水观测网络覆盖严重不足，亟待完善气象观测体系。研究进一步揭示，亚洲降水观测网络的迅猛发展主要得益于中国气象综合观测体系的加速建设，截至2022年，亚洲站点数量已占全球总量的57.2%，中国为亚洲乃至全球台站建设做出了重要贡献。基于以上成果，研究团队将现有站点密度、历史降水信息、未来气候变化、人口演变以及社会经济发展纳入综合分析，构建了全球降水观测台站选址优先级别指标，首次系统识别出全球范围内未来最需要新增降水观测站点的优先级建站区域。结果显示，随着气候变化的加剧，在温室气体高排放情景下，优先建站区域面积将增至全球陆地面积的32.1%。

　　该研究在全球尺度上提供了降水观测网络缺口的定量证据与优先建站区域识别结果，为面向气候变化的水资源监测体系完善与观测网络优化提供了科学依据和决策参考。

　　研究背后的科学故事：

　　降水，看似是一件再普通不过的自然现象，但对于科学家而言，要真正“看清楚”全球降水变化，却远比想象中困难。一场暴雨是否会引发洪灾？未来哪些地区会面临更严重的干旱？全球变暖会不会让极端降水更加频繁？这些问题的答案，都高度依赖长期、准确、连续的降水观测数据。然而，一个长期被忽视的问题是：我们真的已经把全球降水“测清楚”了吗？

　　尽管全球已积累了大量的气象观测资料，卫星遥感技术也在不断进步，但降水观测网络的全球覆盖水平、区域均衡性以及能否支撑未来的气候变化评估，始终缺乏定量的、全球尺度的系统评估。正是这一基础性科学问题的缺失，促使北京师范大学缪驰远教授团队系统审视：全球降水观测站点有多少？究竟够不够？哪些地方仍然缺乏关键观测？未来最应该在哪里新增气象站？

　　1. 全球降水观测台站有多少？

　　这个问题看似简单，实际上却极具挑战。为了回答这一问题，研究团队历时多年，对全球多个公开数据库中的降水观测记录进行系统整合，最终收集得到1900–2022年间超过22万个台站的逐日降水观测数据，建立了目前时间跨度最长、覆盖范围最广泛的全球降水站点数据库。

　　2. 台站数量够不够？

　　在完成数据整合后，研究团队进一步面临新的难题：究竟怎样才算“观测充分”？

　　研究团队以世界气象组织推荐的站点密度标准为基础，首次从全球尺度定量评估了降水观测网络覆盖水平，为衡量全球降水观测能力提供了可量化的基准。结果揭示了全球降水观测网络的严峻现状：截至2022年，全球仅有13.4%的陆地面积达到推荐观测密度标准，意味着全球近九成陆地的降水观测仍然存在不同程度缺口。地球上的大片区域（尤其是那些本就极易遭受干旱和洪涝灾害的地区），严重缺乏足够的降水观测。缺失这些关键的测量数据，将限制我们对降水变化规律的认知能力，也难以准确追踪气候变化如何重塑降水模式。这也在一定程度上解释了为何许多地区的气候风险评估仍存在较大不确定性。

　　3. 哪里需要优先建站？

　　真正让研究团队关注的，并不仅仅是“现在哪里缺站”，而是“未来哪里最需要新增观测”。

　　在全球变暖背景下，极端降水风险正在快速增加。人口增长、城市扩张以及经济活动集聚，也使越来越多人口暴露在洪涝和极端天气风险之下。如果未来观测网络建设仍然延续历史惯性，很多新的高风险地区可能缺乏有效观测。为此，研究团队进一步综合考虑现有站点密度、历史降水变化、未来气候变化情景、人口演变以及社会经济发展等因素，构建了全球降水观测台站选址优先级别指标体系，取得了降水观测台站选址评估的突破性进展。

　　简单来说，研究团队希望回答：如果未来全球只能新增有限数量的降水观测台站，哪些地区最值得优先建设？研究结果显示，在温室气体高排放情景下，未来全球优先建站区域面积将增至全球陆地面积的32.1%。这意味着，随着气候变化加剧，人类对降水监测的需求还将持续上升。其中，部分人口快速增长地区、气候变化敏感区域以及极端降水高风险区域，未来将成为全球降水观测网络建设的重点方向。

　　这一成果不仅是一项水文气候学研究，也直接关系全球防灾减灾与水资源安全。对于气象部门而言，研究提出的全球优先建站区域识别结果，可为未来观测网络优化提供科学依据；对于气候变化研究而言，更完善的降水观测网络将有助于提升全球气候模型模拟能力，降低未来气候预估不确定性；对于社会公众而言，更准确的降水监测，也意味着更及时的暴雨预警、更可靠的洪水风险评估以及更有效的气候适应措施。

　　从“全球还有多少地方缺少降水观测”，到“未来哪些地区最需要新增观测站”，这项研究首次为全球降水观测网络绘制了一张系统性的“缺口地图”与“优先建设路线图”。在全球气候变化不断加剧的背景下，如何更好地捕捉降水的踪迹、量化降水的特征、理解降水的规律，并利用观测数据提升人类应对气候风险的能力，正在成为全球共同面对的重要科学命题。