青藏高原地区气溶胶及其对降水影响的研究进展

姚秀萍 , 袁 成 , 马嘉理,4 , 黄逸飞

（1. 中国气象局干部培训学院, 北京 100081；2. 南京信息工程大学大气物理学院, 南京 210044；3. 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室, 北京 100081；4. 中国科学院大学, 北京 100049）

引言

青藏高原是世界上最年轻的高原，平均海拔超过4000 m，被人们称为“世界屋脊”，又因其气候条件等因素而被称为“世界第三极”。青藏高原在整个亚洲乃至全球的气候系统和水循环系统中扮演着重要地位，关系到超过14亿人的水资源供给，因此青藏高原也被称为“亚洲水塔”。青藏高原占地面积大而地形复杂，夏季的青藏高原是一个“嵌入”对流层中部的巨大热源，而冬季则主要表现为冷源[1-2]，这样的差异对区域和全球的大气环流系统变化的动力驱动产生了难以估计的影响。青藏高原对区域和全球的天气气候变化起着重要作用，其降水的时空变化和相关机理一直以来都是人们关注的热点[3-4]。

气溶胶的天气气候效应是近年来最热门的研究领域之一。在过去的数十年中，很多研究利用观测、实验、模式等方法从不同角度探究了不同地区气溶胶对于降水的影响[5-7]。以往普遍认为，青藏高原人迹罕至，当地大气气溶胶的种类和浓度较中国其他地区存在明显差异。然而近年来的研究发现，高原地区的气溶胶浓度和化学组成逐渐受到周围人类活动的影响，该地区气溶胶所产生的天气气候效应这一问题也逐渐引起人们关注[8-9]。然而，囿于高原上常规观测站网稀疏、卫星产品不确定性较大等因素，关于高原地区气溶胶的气候效应，尤其是对于降水的影响研究，仍存在诸多有待解决的关键科学技术问题[10]。本文将在以往研究的基础上，针对高原地区气溶胶的气候效应及其对降水的影响进行综述，集中于以下几个方面：（1）高原气溶胶的特性研究，包括台站观测研究和卫星遥感探测；（2）高原地区气溶胶对降水的影响，包括气溶胶通过“气溶胶-辐射相互作用”影响降水（长时间、大尺度）、通过“气溶胶-云相互作用”影响降水（短时间、小尺度）以及气溶胶组分对于降水中化学成分的影响；（3）结论与展望，对全文进行总结并对未来的研究方向进行展望。

1 青藏高原的气溶胶特性研究

青藏高原所处的位置连接着东亚地区和南亚地区，这两个地区人口密集，是全球重要的人为源气溶胶排放区。同时青藏高原北邻塔克拉玛干沙漠地区，该地区存在大量沙尘气溶胶积聚。因此，尽管青藏高原自身顶部大气气溶胶含量相对较少，但是由于其所处的特殊地理位置，周边气溶胶可能通过输送对青藏高原地区的气候产生影响，例如黑碳气溶胶等吸收性气溶胶在印度恒河平原北部地区大量积聚，并可能从印度半岛输送至高原及其周边地区[11-13]。近年来，为了探究高原及其周边地区的气溶胶时空分布和产生的天气气候效应，人们通过卫星遥感结合台站观测，针对高原地区的气溶胶种类、浓度、化学组分等信息进行了研究[9,14]。

1.1 站点观测研究

相比于常规气象要素观测，青藏高原地区对于气溶胶的观测研究相对较少，然而近年来在科学家们的努力下，依然通过典型站点的持续观测积累了一定的结果[15]。图1展示了近年来参与观测高原气溶胶浓度以及成分特征的部分站点名称和位置。如图所示，14个观测站中绝大部分位于高原南部、东南部和东北部地区，针对高原西北部和中部地区的台站观测研究相对较少。根据位于高山地区的珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站和阿里荒漠环境综合观测研究站、位于草原地区的纳木错多圈层综合观测研究站以及位于森林地区的藏东南高山环境综合观测研究站等不同地形条件下的站点观测结果，四个站点的日均PM2.5浓度分别为18.2 ± 8.9、14.5 ± 7.4、11.9 ± 4.9以及11.7 ± 4.7 μg/m3，均高于青藏高原背景站的观测值（低于10 μg/m3），在粒径分布上主要集中在积聚模态和粗模态[16]。多项研究结果表明，近年来喜马拉雅山地周围的PM2.5和PM10的浓度均有所上升，其中PM10在1998~2000年、2003~2005年、2013~2014年的三个阶段观测中呈现持续上升的趋势，而PM2.5在中国、印度、尼泊尔和巴基斯坦等国家观测到的浓度截止2013年均远超WHO标准（10 μg/m3）[17]。

图1 青藏高原地区部分气溶胶观测站点位置

青藏高原面积大且地形复杂，高原地区的气溶胶因为来源不同，其种类和浓度随着地域和时间的变化存在较大差异。从地区差异来看，受到来自塔克拉玛干沙漠地区的气溶胶输送影响，沙尘气溶胶成为高原北部最为重要的气溶胶种类之一[11]。此外，Zhang等[18]发现高原东北部地区积雪中的黑碳气溶胶含量比南部地区更高，认为可能是吹雪或积雪融化导致下层积雪暴露所致，并不能说明北部地区存在更多的黑碳气溶胶传输。高原南部因为印度半岛地区人为源气溶胶的排放和垂直输送的影响，当地除了积聚大量从中东地区输送而来的沙尘气溶胶以外还存在大量的硫酸盐气溶胶、黑碳气溶胶，例如印度北部的春季火灾可能引起高原东南部地区冰川雪冰中黑碳气溶胶含量剧增[19-20]。观测结果表明气溶胶的种类在高原东南部不同地区存在一定差距，但是整体上有机气溶胶和硫酸盐气溶胶的比重占主导[20]。通过对于气溶胶样品进行在线或离线分析，人们发现高原气溶胶中存在Cr、Ni、Cu、Zn、Pb等离子的富集现象，这些离子很大程度上来自于生物质燃烧等人为污染排放[9]。然而，受限于观测站点的不均匀分布，很多关于区域差异的研究则更依赖于卫星遥感探测。

从季节差异来看，整个高原地区的总颗粒物浓度（Total Suspended Particulate，TSP）和PM2.5浓度均存在显著的季节变化趋势，呈现冬、春季高而夏季低的特征，其中冬、春季的高值反映了南亚地区气溶胶输送所带来的影响，而夏季的低值很可能与高原夏季降水较多、对气溶胶的湿清除作用较强有关[4,21]。从已有观测结果来看，部分地区尤其是高原南部和西南部地区的TSP在冬、春季节远超夏、秋季节，其中南部地区部分站点观测到的春季浓度甚至超过了夏季浓度的三倍以上[22]。事实上，由于观测站分布并不均匀，受到大量沙尘气溶胶输送的影响，部分地区的颗粒物浓度可能比观测到的浓度更高[15]。高原东北部地区春季观测的PM2.5浓度显著高于其他季节，很可能是周边沙漠地区春季沙尘暴活跃所致[23]。

由站点观测结果可知，高原地区气溶胶的种类主要以沙尘气溶胶、黑碳气溶胶以及硫酸盐或硝酸盐气溶胶为主，还包括大量有机气溶胶，人为源气溶胶的占比在近年来呈现持续上升的趋势。由于青藏高原本身面积较大，气溶胶来源相对复杂，而观测站点数量偏少且分布非常不均匀（绝大部分站点分布在青藏高原的边缘地区），导致不同站点对于气溶胶种类和浓度的观测存在很大的时空差异。此外，对于气溶胶的源和汇，具体化学成分以及粒径谱的研究相对较少，还需要未来进一步的观测分析。

1.2 卫星遥感探测研究

由图1可知，绝大部分气溶胶的观测站点分布在东部和东南部地区，而高原西北部和中部地区观测气候条件相对恶劣导致气溶胶台站观测信息匮乏。随着21世纪初中分辨率成像光谱仪（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer，MODIS）、多角度成像光谱辐射计（Multiangle Imaging Spectro-Radiometer，MISR）以及云-气溶胶激光雷达与红外探路者卫星（Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation，CALIPSO）等设备的成功运行，人们得以通过卫星遥感探测获知无台站分布地区的相关气溶胶数据[24]。就整体而言，卫星观测到的高原气溶胶地域分布特征以及季节变化趋势与站点观测结果接近。例如MODIS卫星数据显示，高原中部地区的气溶胶含量很少，但是在边缘地区的浓度相对较高，尤其是东部和南部地区[25]。

青藏高原地区各个部分的气溶胶浓度均表现出明显的季节和年际变化趋势。陈艳等[26]在对于高原中部气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth，AOD）的季节变化研究中发现AOD的平均值呈现双峰分布，其中3月为最大值。Xia等[14]通过MISR观测了解到，高原地区AOD在春夏秋冬四季的平均值分别为0.27、0.25、0.13和0.11 。从AOD的整体分布来看，尽管高原地区AOD比中国东部和南部地区要低很多，但是依然可以发现周边地区气溶胶输送对于高原带来的影响，例如北方塔克拉玛干沙漠地区的沙尘气溶胶输送使得春夏两季高原北部AOD值偏高[11,14]。

卫星的遥感探测从一定程度上弥补了高原地区台站观测不足的缺陷，为该地区气溶胶的探测和研究提供了更多可能。但是不少研究中都提到，由于青藏高原地区复杂的地形和地表反射特性，目前很多卫星遥感数据在青藏高原部分地区的结果可信度相对较低，在未来仍需要进行订正，同时也需要更多先进的卫星仪器参与探测[25-27]。

2 高原地区气溶胶对降水的影响

以往的研究结果表明，在大气环境相对洁净的地区，云和辐射等气候条件更容易受到气溶胶的影响[28]。青藏高原地区气溶胶含量相对较低，因此对于大气气溶胶的气候效应所产生的影响更为敏感，少量的气溶胶就可能通过其吸收或散射太阳辐射的效应以及间接改变云微物理过程的特性影响高原地区的天气和气候。事实上，已有研究[13,29]证明吸收性气溶胶（例如黑碳气溶胶）可能伴随降雪到达地面，其对于地表接受辐射的改变可能导致冰川和雪地的融化减少，很大程度上影响了高原地面积雪的覆盖率。整体而言，气溶胶对降水的影响机理较为复杂，一直以来都是研究的热点问题之一。气溶胶主要通过两个途径影响降水，第一是经由“气溶胶-辐射相互作用（Aerosol-Radiation Interaction，ARI）”改变热力结构影响环流和水汽输送，第二是经由“气溶胶-云相互作用（Aerosol-Cloud Interaction，ACI）”影响云微物理过程[30]。不同种类的气溶胶对降水造成的影响不同，此外在不同天气条件下造成的影响也不同：对于干燥地区而言，气溶胶浓度增加可能会降低云滴粒子有效半径，使得降水推迟或受到抑制；而对于湿润地区，气溶胶的增加可能会导致降水增多或者暴雨强度增加[31-33]。以往关于气溶胶对降水影响的研究大多集中于中国东部、南部以及华北地区和四川盆地。近年来，随着对于高原气候问题的日益重视，越来越多的科学家开始针对青藏高原及其周边地区气溶胶的气候效应开展研究[15,30]。

2.1 气溶胶通过“气溶胶-辐射相互作用（ARI）”影响降水

不同种类、形状以及混合状态的气溶胶拥有不同的光学特性，可以通过吸收和散射等光学特性来影响大气或地表吸收太阳辐射的能力，继而改变大气热力结构，影响热力环流和水汽输送，并最终对降水产生影响[34-35]。在以往针对城市气溶胶的研究中，人们普遍发现气溶胶的积聚会导致地表接受到的辐射减少，继而减弱大气环流，创造不利扩散条件[30]。然而高原地区存在大量吸收性气溶胶，其产生的效应可能与城市地区有所不同。Lau等[36]的研究结果表明，印度地区的吸收性气溶胶积聚可能导致地表接收到的太阳辐射增强，使得地表整体上呈现增暖趋势，最终可能加强对于高原地区的气溶胶输送。Zhao等[37]在研究中指出高原东南部地区气溶胶的直接辐射强迫为-19.9±7.4 W/m2，其中黑碳气溶胶的贡献约为20%（-3.9±1.8 W/m2）。具体而言，含碳气溶胶所造成的辐射强迫主要是对长波辐射的影响，其辐射强迫在中层大气中为正，而在近地面大气中为负[38]。大量气溶胶的积聚可能对高原地区的热力结构产生影响，促使大气结构趋于稳定，减少印度地区云和降水的形成，最终使得本应在印度中部和南部形成的降水被转移至高原南坡，大量降水导致的潜热释放进一步促进了云的形成和降水增强[36]。

气溶胶的影响不仅存在于高原山麓地区，部分黑碳气溶胶和可溶性气溶胶可能跨过喜马拉雅山被输送至高原腹地，从而影响高原内部的成云过程和降水过程[12]。人们在以往的研究中发现青藏高原在气溶胶影响下可能产生“热泵”效应（Elevated Heat Pumping，EHP），导致垂直对流增强，而当吸收性气溶胶被输送至青藏高原后，这些气溶胶可能增强高原地表吸收辐射的能力，继而进一步加强“热泵”效应，使得更多的气溶胶和其他污染物从山脚下被输送至高原顶部或穿过高原[36,39-40]。“热泵”效应可能会加强西南风带，使得更多吸收性的沙尘气溶胶被输送至印度恒河平原，并加强南亚高压环流系统，导致罗斯贝波出现异常，并最终使得梅雨带“北跳”并伴随着梅雨季节降水增强[30,40]。青藏高原作为整个亚洲季风区的中心，在季风环流和季风季节的水汽输送方面都有重要的作用，可以从很大程度上影响亚洲夏季风的爆发时间和强度，并随之影响整个季风区的降水[41-42]。Qian等[43]通过模拟研究发现，高原大气中和积雪中存在的含碳气溶胶可能来自于春季西南风的输送，这些吸收性气溶胶可能增强地表吸收辐射的能力，进而增强大气上升运动、促进深对流的发展，最终导致南亚季风提前爆发并带来更多的水汽、成云和对流降水。

除了影响夏季降水以外，高原及其周边地区的冬季降水也可能受到气溶胶输送的影响。Bhutiyani等[44]发现1866~2006年期间，在年均降水量和季风季节降水量都有所减少的背景下，喜马拉雅山地区的冬季降水显著增加，其中可能存在人为源气溶胶影响大气环流的因素。Jiang等[45]利用数值模拟研究讨论了冬季高原顶部黑碳气溶胶的影响，指出高原顶部黑碳气溶胶的直接效应将减弱地表反射率，高原顶部加热后经向温度梯度增加且东亚北部地区斜压性增强，导致高原北部地区急流增强以及东亚大槽西移，最终使得更多冷空气入侵中国北部地区。同时他们也发现，在气溶胶非直接效应的影响下，中国南部和中南半岛地区的冬季降水有所减弱。在最近的研究中，Yuan等[46]进一步讨论了黑碳气溶胶对于青藏高原及下风区大气环流的影响，研究指出在不考虑“雪暗效应”的情况下，黑碳气溶胶的增加可能导致高原北部的急流减弱和南部的急流增强，一方面使得中国南部降水增多，另一方面则导致更多气溶胶被输送至高原地区。

对于高原地区气溶胶的天气气候效应研究尽管在近年来有所增加，但是相比于高原地区气溶胶的观测研究仍然处于较低水平[39-40,47]。根据以往的研究结果综合来看，印度地区的颗粒物污染与高原地区以及中国南部地区的对流性降水增强可能存在一定的联系。印度地区存在大量人为源排放的气溶胶积聚，同时在夏季接受大量沙尘气溶胶输送，大量气溶胶积聚所产生的气候效应在增强高原地区降水的同时也可能使得中国南部等下风区的降水有所增强（图2）。然而，这一机理仍然缺乏观测资料的验证，其一是因为气溶胶积聚到影响降水需要一定的时间，其二是因为影响云和降水的因素有很多，例如全球变暖、冰川运动等，气溶胶很可能只是其中的一个因素。例如，在全球变暖的背景条件下，高原顶部在年际和年代际尺度上出现明显的增暖和气压增高的现象，这一增暖趋势可能在未来持续并导致青藏高原地区以及中国西南部和南部等下风区域降水条件变化，而在这个过程中，气溶胶辐射效应所带来的地表净辐射通量变化则可能增强或者减弱全球变暖所导致的降水变化趋势[48]。

图2 高原地区气溶胶辐射效应通过影响环流产生的降水变化等气候效应示意

2.2 气溶胶通过“气溶胶-云相互作用（ACI）”影响降水

除了通过改变大气热力结构影响大气环流外，气溶胶还可能通过其微物理效应影响云微物理过程继而从更多方面影响高原地区的天气气候条件[30]。以往的研究[49-50]表明，气溶胶浓度的增大可导致云滴粒子有效半径减小，这样一方面会增大云的反射能力，导致云光学厚度的增加，另一方面使得云的存在时间延长，从而抑制了降水的形成。此外，对于冰水混合云而言，在暖云阶段被抑制增长的云滴能够更多的输送至云上部并发生冻结，在0℃层以上产生大量潜热，从而加热气团使其抬升，最终增强了混合向对流云的发展[51]。高星星等[52]对比了中国8个关键区域的气溶胶对云和降水参数的影响，发现当AOD增加时，高原上空的云光学厚度、云水路径均有所增加，且增加幅度大于全国其他区域，同时其降水发生概率在高污染条件下提高了约4.89%。在对与青藏高原毗邻的四川盆地地区的研究中，人们逐渐总结出人为因素导致的气溶胶浓度升高可能导致“小雨变少，大雨变多”的结果，而高原上气溶胶对降水的影响结果依然存在较大的不确定性[6,30]。

伴随着地表温度升高和土地覆盖的改变，不少研究结果都表明近年来高原地区的降水呈现增加的趋势[7,53-55]，人们在此背景下利用卫星数据和数值模拟等方法针对其背后的机理开展了一系列研究。Fang等[53]在研究中发现，地表温度和大气环流的变化并不足以解释高原地区降水的变化，因此他们推测在全球温度升高的背景下，生物源挥发性有机物（Biogenic Volatile Organic Compounds，BVOC）排放的增加促进了二次有机气溶胶（Secondary Organic Aerosol，SOA）的生成，气溶胶的增多使得云凝结核（Cloud Condensation Nuclei，CCN）变多并最终导致了降水的增强，而降水的增强则会进一步增加生物质的排放（图3）。Zhou等[56]利用云分辨模式模拟了青藏高原顶部气溶胶对于对流云系统发展的影响，研究发现当高原顶部气溶胶浓度增加时，对流云系统内上升气流和最大上升气流均有所增强，导致高原顶部对流增强。Liu等[57]在2016年的一次沙尘污染个例过程中发现高原北坡的对流云显著增加，同时成云的冰核粒径显著减小。在最近的研究中，Adhikari[58]发现当喜马拉雅山麓地区的气溶胶污染严重时，当地降水以及青藏高原南部的降水增多，同时气溶胶的作用使得云顶高度和喜马拉雅山的雪线也有所升高。这些研究结果都表明气溶胶可能导致对流云增多，反映了气溶胶在近年来青藏高原降水增加的变化中存在一定贡献。

图3 温升背景下BVOC（生物质挥发性有机物）、SOA（二次有机气溶胶）、CCN（云凝结核）、降水和生物质排放之间的循环影响示意[53]

然而，Yang等[59]认为对流云的增多并不一定意味着高原顶部降水的增强，因为气溶胶浓度增加的同时云凝结核也会增多，在云水路径一定的情况下反而可能导致降水减少。Han等[60]发现沙尘暴中的沙尘气溶胶可以进入5~9 km高度的对流层并被输送至高原地区，参与高原顶部对流层中的云微物理过程并形成云凝结核和冰核，冰核的效应削弱了云凝结核的作用并最终抑制降水的形成。通过分析第5次国际耦合模式比较计划（Coupled Model Intercomparison Project Phase 5，CMIP5）提供的AOD数据和气溶胶单因子历史试验降水数据，赵洪飞等[61]发现近年来高原等地区的大气气溶胶显著增加，同时在气溶胶的影响下，中国有89.1%的区域降水呈现减少趋势（P<0.001），其中青藏高原区域是降水减少最为明显的区域之一。高原地区的降水可能因为气溶胶的增多而减少，但是高原顶部形成的对流云可以继续向东转移至下风区，反而增加了中国南部地区的对流性降水，此外，部分沙尘气溶胶也可以通过进一步输送进入中国北部地区，促进气溶胶含量相对较低的地区降水的形成[47,57,60]。

综合来看，气溶胶浓度的增加可能影响对流云系统的发展，继而对降水产生影响。但是效果还依赖于具体的水汽条件：在云水路径一定的情况下，气溶胶可能使得云滴粒子变小而不易形成降水，使得降水在下风区域形成或增强；而当水汽条件较好时，气溶胶则可以促进对流云的发展而增加降水（图4）。此外，以往的研究表明气溶胶的辐射效应和微物理效应对于对流云的形成存在共同作用，随着对流云的发生及发展，这两种效应可能在不同阶段分别占据主导，从而影响对流云的触发及发展[62-63]。总体而言，气溶胶通过ACI影响降水的具体机理仍然存在较多争议，而且在不同地区的最终影响范围也需要进一步考证研究。

图4 高原地区气溶胶通过影响云微物理过程产生的降水变化等气候效应示意

2.3 气溶胶影响降水成分

降水是高原地区气溶胶最重要的汇之一，因此降水的化学成分可以较好地体现出气溶胶的输送以及人类污染物排放的影响[21,64]。较早期对于珠峰地区气溶胶的化学成分研究表明，当地气溶胶的主要成分以地壳元素为主，人类活动的影响很小[65]。近期的研究也证实青藏高原整体处于较为洁净的状态，降水中的主要水溶性离子浓度与全球其他偏远地区的观测站结果类似[66]。通过对高原降水样品的水溶性离子进行分析，研究者发现降水中的大量水溶性离子来自于高原大气中的气溶胶，例如沙尘气溶胶包含Ca2+以及HCO3-，而则可能来自于动物粪便的燃烧[18,67]。根据纳木错站的观测结果，高原顶部降水的具体化学成分呈现中性或弱碱性，pH值介于5.94~7.80，很可能与沙尘气溶胶中Ca2+的中和作用有关[13,66]。

近年来，越来越多的证据表明，高原上的降水成分正逐渐受到人为排放的影响。已有研究表明高原降水样品中存在铵盐、硫酸盐、硝酸盐等无机盐以及Na+、Mg、Fe等金属成分的异常，近年来还发现了多环芳烃的增多，这些异常绝大部分可归因于人为污染排放[9,68-69]。根据2013~2014年的降水个例分析结果，Roy等[68]发现高原南部山麓大吉岭地区的降水呈现弱酸性（平均pH值为5.0±0.8），体现了硫酸盐、硝酸盐以及铵盐的综合效果。高原降水中各化学组分的比例并非一成不变，而是存在着明显的季节变化趋势，例如在冬春季显著升高，很可能与化石燃料或者生物质燃烧加剧有关[18,66]。研究结果已经表明，高原及其周边区域降水的化学成分在人为源排放的影响下已经出现了较为明显的变化，但是这些变化对于天气气候会造成怎样的影响还需要进一步探究。

3 未来研究方向

近20 a以来，人们已经在青藏高原的天气气候变化研究中取得了大量进展，与此同时也开始逐渐关注气溶胶所带来的影响。本文综述了近年来高原以及周边地区气溶胶及其对降水影响的相关研究进展，包括气溶胶特性的观测研究以及气溶胶从多方面对降水产生的影响。高原地区的气溶胶主要来自于周边地区的输送，西部和北部地区更容易接收沙尘气溶胶的输送，且输送过程随着西风带的增强而增强，东部和南部则更可能受到周边人为排放所导致的颗粒物污染和沙尘输送的共同影响。印度半岛当地气溶胶的积聚导致降水延迟，使得高原南坡降水增加。存在于高原上的气溶胶一方面可能因其本身的辐射效应改变热力和环流结构，增强高原的“热泵效应”，使得更多的水汽和能量被输送至高原，影响高原顶部和整个环流区域内的降水；另一方面气溶胶能够影响云微物理过程，其浓度的增加使得云凝结核数量增多，影响高原上空的对流云系统发展，在不同水汽条件下对高原上对流云降水产生不同程度的影响，同时使得青藏高原以及中国南部、西南部等下风区的对流和降水增强（图5）。

图5 高原地区气溶胶对降水的影响机理示意[15]

此外，近年来高原地区的降水成分受到人为因素的影响正逐渐变大，降水的酸碱度与气溶胶的种类和浓度密切相关。然而，无论是气溶胶种类、浓度以及化学组分的观测研究，还是气溶胶在高原及其周边地区对降水产生的影响研究，均存在很多不足。为了进一步厘清高原及其周边区域气溶胶的特征及其与降水的相互作用，在未来还可以从以下几个方面进一步开展研究：

（1）更精密的长期观测：目前，大量的机理研究依然缺乏观测结果的支撑。由于青藏高原面积较大，整个区域地形变化剧烈，同时存在大量短时过程，未来关于气溶胶与降水的研究需要更加精确的气溶胶时空分布以及地表反射率等信息，因此需要在高原以及周围地区开展更多、更密集以及更长时间的持续性观测，包括更高分辨率的卫星观测和更丰富的站点观测等。

（2）更深入的机理分析：高原气溶胶存在明显的时空分布差异，其气候效应的相关机理研究依然存在很大的空缺，例如巨大体量的沙尘气溶胶可能通过西风带输送至印度地区并最终到达青藏高原，在此过程中沙尘气溶胶可能导致的天气气候变化依然存在很多问题。此外，近年来人类活动的增多也为青藏高原原本洁净的地区带去了更多人为源气溶胶，因此青藏高原顶部气溶胶含量相对较低地区的“ACI”或者“ARI”以及对降水的影响也需要进一步研究。

（3）更广泛的背景考虑：IPCC AR6报告中提到，近年来全球变暖问题愈发严重，变暖导致的全球海表面温度上升带来了诸如冰川积雪融化等一系列问题，并最终导致了全球天气和气候发生变化。全球变暖背景下高原地区的降水和极端降水明显增多[70]，这其中气溶胶起到什么样的作用，对于灾害性极端降水又有怎样的影响？这些问题亟待利用更多的观测和模拟研究进行解决。

（4）更综合的交叉研究：在以往的研究中，人们已经发现高原气候变化可能通过遥相关影响更大范围[71]，但是由于牵涉到的区域和条件较多，其中的具体机理尚不清楚，大量过程还存在假设，因此在未来可能需要利用交叉学科开展更多研究。气溶胶与降水相互作用的问题并不仅仅局限于大气物理学和气候学，还牵涉到诸如天气学、环境科学、水文学等方面，未来对于这一方面的研究将更多依赖于先进的全球数值模拟实验。目前越来越多的数值模式及其相应产品引入了气溶胶和大气化学等相关模块，结合观测和实验室模拟，让人们可以从多种角度使用多种方法更全面地探究气溶胶在青藏高原和周边地区所带来的气候效应及其对全球天气气候变化和人类健康所带来的影响。