雪是北半球水资源的核心载体，其融化过程为全球1/6人口和1/4经济活动提供关键水源。然而，全球变暖正导致积雪量显著减少，威胁区域水安全与粮食供应。当前地球系统模型（ESMs）在模拟积雪变化时存在一个根本性矛盾——“雪水资源悖论”：ESMs显著低估冰冻天数（即模型认为“可供降雪的天数过少”，日均温度小于0 Co），却系统性高估雪水当量（SWE）。这一悖论现象直接导致模型对未来融雪水量的预测存在系统性偏差，严重误导农业灌溉配额、水电调度及生态基流保障等关键决策，加剧水资源短缺与生态风险。
基于此，地理科学学部教授缪驰远团队提出创新性空间约束框架，厘清ESMs中冰冻日数与SWE模拟的矛盾机制，为区域水资源管理提供可靠科学依据，助力应对全球变暖下的水文极端风险。如图1所示，研究发现模型对小雪（1–10 kg m⁻²/天）的模拟存在显著偏差：其频率被高估27%（6.6天/年），导致小雪雪量较观测高28.3%（1,293 Gt），贡献了SWE总偏差的69.5%。可见，CMIP6模型因“细雨问题”高估小雪频率是导致雪水资源矛盾的主要原因。改进对流参数化与模式分辨率可减少虚假降水，提升寒区水文预测精度，支撑水资源管理。如图2所示，提出的空间约束框架显著降低了CMIP6模型对北半球未来寒冷天数及SWE预测的不确定性，构建了高精度寒区积雪数据库。如图3所示，研究进一步发现未来北半球融雪水量被高估12%-16%，其中北极流域生态及水电依赖型区域（如科罗拉多河）面临严重威胁。这一发现为全球依赖融雪水资源的生态脆弱区与能源系统敲响警钟，凸显气候模型偏差可能掩盖真实的水危机风险。
图1 1982–2014年期间北半球雪水资源悖论的特征与机制
图2 2041–2060年北半球寒冷天数与雪水当量（SWE）的观测约束预估
图3 2041–2060年北半球未来融雪水量的萌现约束
该工作近期发表在气候变化领域期刊《Nature Climate Change》上，该研究得到了重点研发项目（2024YFF0809301）和国家自然科学基金（U24A20572）资助。北京师范大学地理科学学部为第一完成单位，缪驰远为通讯作者，博士研究生柴元方为第一作者。论文相关信息如下：Chai, Y.; Miao, C.; Gentine, P.; Mudryk, L.; Thackeray, C.; Berghuijs, W.; Wu, Y.; Fan, X., Slater, L., Sun, Q.; Zwiers, F。