近日，水土保持与荒漠化整治全国重点实验室刘刚研究员课题组在降雨模拟器研究挑战与标准化问题方面取得新进展，以“Global rainfall simulator studies: review, challenges and perspectives”为题在Journal of Hydrology上在线发表。硕士研究生侯志燚为论文第一作者，刘刚研究员为通讯作者。

降雨模拟器是一种能够在可控条件下复现自然降雨关键特征的实验装置，作为分离降雨特性与地表响应的核心工具，在土壤科学、水文学、地貌学和环境研究等领域得到广泛应用。本文系统回顾了降雨模拟器从早期异质化设计到复杂系统发展的技术进程，详细分析了不同类型降雨模拟器的特征、比较及其在水文与土壤侵蚀研究中的应用。基于此，本文深入探讨了当前降雨模拟器研究中存在的局限与挑战，重点聚焦模拟降雨雨滴特性与自然降雨间的差异、小尺度实验结果向流域或区域尺度推演时的尺度效应与不确定性，以及标准化过程中面临的挑战。

未来，研究提出降雨模拟器应加强对降雨特征与数据质量的系统评价，结合人工智能技术捕捉复杂水文关系并优化数据处理流程，从而提升模拟降雨分析的准确性与可靠性。该研究成果不仅有助于推动降雨模拟器技术的进步，还为提升土壤侵蚀与水文过程研究的科学性与准确性提供了坚实基础。

图1 降雨模拟器发展、模拟与自然降雨差异及未来研究展望

图2 降雨模拟器的主要应用领域

该研究得到国家重点研发计划项目（2024YFD1501104）、国家自然科学基金项目（42277344）、陕西省重点研发计划（2025GH-YBXM-062）以及陕西省自然科学基础研究计划项目（2024JC-JCQN-39）的联合资助。