过去的几十年里，全球平均地表气温的升高使得极端天气气候事件的响应变得敏感，对生态环境和人类社会造成了严重的影响。寒潮是影响东亚地区最严重的极端天气气候事件之一，近年来极端寒潮频发为东亚地区带来巨大威胁，引起社会广泛关注。寒潮路径的差异与寒潮强度和寒潮影响范围紧密相关，预估全球变暖下寒潮路径的变化对防灾减灾以及指导农业生产具有重要意义。最近，我院东亚季风与区域气候模拟团队杨效业博士生(第一作者)及其指导老师曾刚研究员(通讯作者)利用了21个CMIP6模式模拟结果预估了21世纪中等辐射强迫情境(SSP245)下东亚寒潮路径的变化，相关成果在《International journal of Climatology》上发表。

这项研究首先利用层次聚类算法将观测的寒潮划分为西北路寒潮、西路寒潮以及北路寒潮等三类寒潮（Fig.1）。在对CMIP6多模式的历史模拟结果进行评估后，挑选出可以较好地再现观测结果中不同路径寒潮对应的环流形势以及频次变化的21个模式。依据观测得到的分类结果，通过随机森林算法来对21世纪模拟结果中的寒潮进行识别和匹配。结果表明，在21世纪寒潮总频次显著减少，其中西北路寒潮的减少最为明显，其次为西路寒潮，而北路寒潮没有表现出明显的变化趋势。西北路和西路寒潮的大幅减少导致北路寒潮占寒潮总频次的比例从20世纪末（1880-1990年）到21世纪末（2080-2099年）上升了接近18% (Fig.2)，这意味着强度较强的北路寒潮在未来全球变暖下仍将频繁发生。 

Fig 1. (a) Hierarchical clustering tree of winter cold surge path in East Asia. (b) The average distribution of probability density in the northwestern path cold surge (the number in the upper right corner is the number of northwestern paths cold surge in winters for the period 1979–2017). (c) and (d) are the same as (b), but for northern path cold surge and western path cold surge

Fig 2. Schematic diagram of the variation of cold surge path in East Asia in the 21st century.

论文信息： 

Yang, X, Zeng, G, Zhang, G, Iyakaremye, V, Xu, Y. Future projections of winter cold surge paths over East Asia from CMIP6 models. Int J Climatol. 2021; 41: 1230–1245. https://doi.org/10.1002/joc.6797