近日，我院陈铁喜教授团队联合多家研究机构，对经典柯本–盖格尔（Köppen–Geiger）气候分类体系进行改进。研究针对传统分类难以充分刻画青藏高原水热条件及其生态差异的问题，在保留原有温度—降水基本框架的基础上，引入反映水热耦合条件的指标，进一步细分高原苔原气候类型。改进后的分类能够更好地反映青藏高原气候与植被的空间差异，并揭示过去数十年来高原气候带在变暖背景下的系统性重组。
相关研究成果以“A revised Köppen climate classification reveals hydrothermal controls on eco-climate over the Qinghai–Tibet Plateau”（改进的柯本气候分类揭示青藏高原生态气候的水热控制）为题，发表于 npj Climate and Atmospheric Science。
柯本–盖格尔气候分类是全球应用最广泛的经典气候分类体系之一。该体系依据温度和降水条件，将全球气候划分为热带（A）、干旱（B）、温带（C）、寒带（D）和极地（E）五大类型，并进一步细分为约30个亚型。自20世纪30年代建立以来，后续版本主要通过更新气象数据和提高空间分辨率加以完善，其核心判定框架总体保持稳定。
传统柯本分类主要依据温度阈值定义极地气候，其中包括苔原气候（ET）和冰原气候（EF）。这一方法能够较好地反映南北极地区的气候生态特征，因为在极端低温条件下，温度通常是限制植被生长的主导因素。然而，青藏高原虽然海拔高、气温低，但太阳辐射强，不同区域水分条件差异显著，植被生长同时受到温度和水分的共同制约。因此，传统分类中同属ET气候的区域，其实际水热条件和植被状况可能存在明显差异，难以充分反映青藏高原复杂的生态气候格局。
图1：Köppen在1936年论文中有关极地气候中苔原气候（ET）和冰原气候（EF）温度阈值设置延续至今。（Köppen, W. “Das geographische system der climate”. In Handbuch der Klimatologie, 1936).
针对这一问题，研究团队在完整保留柯本分类温度—降水基本框架的基础上，引入干燥度指数表征水热耦合条件，从水分维度进一步细分苔原气候（ET），将其划分为半湿润苔原（ETf）、半干旱苔原（ETm）和干旱苔原（ETw）三个亚类。同时，研究增加夏季温暖指数作为辅助判据，以减少高海拔地区大量降雪难以被植被直接利用而可能造成的分类偏差。
图2改进后的青藏高原柯本–盖格尔气候分类指标体系
为检验改进分类的生态意义，研究团队利用卫星遥感归一化植被指数（NDVI）进行了验证。结果显示，改进后的分类能够更清晰地区分不同水热条件下的植被覆盖差异，显著降低传统分类中同一ET类型内部较大的植被异质性。基于1991—2020年平均气候条件，青藏高原东部部分高山峡谷地区主要被识别为半湿润苔原（ETf），中部和西部高原主体以半干旱苔原（ETm）为主，干旱苔原（ETw）则主要分布于干旱区边缘向高原内部延伸的区域。不同亚类的NDVI分布表现出更加清晰的差异，表明改进后的分类与实际植被状况具有更好的对应关系。
图3基于1991—2020年平均气候条件的柯本–盖格尔气候类型及植被状况空间分布。改进后的分类能够更清晰地区分不同苔原气候亚型的植被特征
基于1979—2023年长时间序列气象资料，研究进一步揭示了青藏高原气候类型的显著变化。过去45年间，约28万平方公里区域发生气候类型转换，极地气候（E）整体收缩，冰原气候（EF）面积近乎减半，寒带气候（D）明显扩张；与此同时，苔原气候（ET）内部不同水分亚型之间也发生了大范围转换。研究表明，青藏高原的气候变化并非仅表现为气温升高，还伴随着水热条件的共同变化及气候带的重新分布。
研究团队还将改进方案应用于安第斯山脉、阿尔卑斯山脉和落基山脉等全球典型高山地区。结果表明，通过针对不同山地进行参数校准，该分类思路具有进一步推广应用的潜力。
该研究通过在经典柯本–盖格尔气候分类框架中进一步考虑水分条件，增强了分类体系对高海拔地区水热组合及其生态效应的刻画能力，为认识青藏高原气候变化背景下生态气候格局演变提供了新的分析工具，也可为高原生态学、土壤学和水文学等相关领域研究提供更加贴近实际的气候分区基础。
南京信息工程大学陈铁喜教授为论文第一作者兼共同通讯作者，清华大学地球系统科学系陈德亮教授为共同通讯作者。研究由南京信息工程大学、清华大学、青海理工学院、北京师范大学、德国亥姆霍兹环境研究中心、莱比锡大学等单位合作完成。研究得到清华大学碳中和与能源系统转型项目、青海省创新平台项目等支持。
论文链接：
Chen, T., Gu, Z., Zhou, S. et al. A revised Köppen climate classification reveals hydrothermal controls on eco-climate over the Qinghai–Tibet Plateau. npj Clim Atmos Sci (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01539-w