“暖北极-冷欧亚”是北半球中高纬冬季气候系统变化的最显著模态之一，是当前国际气候研究的前沿科学问题。北极偏暖、欧亚偏冷的异常变化必然会导致中高纬度的大尺度温度梯度发生变化，从而影响中低纬度地区气候异常和极端天气气候事件的发生频率、持续时间和强度。Blackport和Screen（2020）发表于Nature Climate Change的研究认为相对于1989-2011年，2012年之后的“北极增暖-欧亚变冷”趋势发生了显著减弱，同时认为北极和欧亚中纬度温度异常之间的联系也显著减弱。

南京信息工程大学王会军院士（通讯作者）、尹志聪教授（第一作者）及合作者提出了“暖北极-冷欧亚”在次季节尺度上的新科学认识：（1）Blackport和Screen（2020）关于“北极增暖-欧亚变冷”趋势减弱的结论明显受到观测数据长度的限制。在更新2020和2021年冬季数据后，“北极增暖-欧亚变冷”的趋势变化显现出较大的不确定性。（2）Blackport和Screen（2020）从季节平均的角度提出北极和欧亚中纬度温度异常之间的联系不紧密，而忽视了两者在次季节尺度的高度关联。事实是，在刚刚过去的两个冬季中，2020/21年前冬为很强的“暖北极-冷欧亚”模态，后冬则迅速反转为“冷北极-暖欧亚”模态（图1）；2021/22年则由前冬的“冷北极-暖欧亚”异常转变为后冬的“暖北极-冷欧亚”模态。由此可见，进行冬季平均之后，“暖北极-冷欧亚”之间的密切联系被遮盖掉了。

王会军院士和尹志聪教授发表于Science Bulletin的研究创新性地聚焦于“暖北极-冷欧亚”模态的次季节变化新特征，发现了其次季节位相反转频率与“北极增暖-欧亚变冷”趋势密切相关；揭秘了前期热带海温异常导致“暖北极-冷欧亚”次季节变化的关键过程，描绘出了 “暖北极-冷欧亚”形成机制的更完整的科学图谱。关键点是：（1）2012年至2021冬季，“暖北极-冷欧亚”模态（WACE）与“冷北极-暖欧亚”模态（CAWE）的次季节位相转换频率显著增加（图1），其次季节强度仍与存在显著趋势的1996-2011年期间的强度可比。与此同时，备受关注的“北极增暖-欧亚变冷”趋势却开始减弱。再分析数据以及CMIP6模拟数据均支持次季节位相反转频率与“北极增暖-欧亚变冷”趋势密切相关。（2）以往研究所揭示的前期气候因子对冬季平均的WACE/CAWE有显著影响，但很难解释其次季节转换。本研究新揭示出的前期热带大西洋海温和印度洋海温分别对前冬和后冬的WACE/CAWE有显著的影响（图1），并在CAM5和AMIP的数值实验中得到有效验证。两个热带海温因子的协调同作用有效地调节了WACE和CAWE之间的次季节位相转换，正如2020年和2021年冬季所发生的那样。（3）“暖北极-冷欧亚”模态在次季节尺度上的新认识为理解北极气候变化的潜在影响以及“北极增暖-欧亚变冷”的趋势变化取得了新的重要进展；也为中低纬度的极端冷暖转换、春季沙尘暴等极端气候提供了有效的预测信号。 

图1.  “北极增暖-欧亚变冷”趋势与次季节反转频率密切相关，以及热带大西洋海温和印度洋海温对“暖北极-冷欧亚”次季节反转的协同调控作用

论文信息：

Yin, Z. C., Zhang, Y. J., Zhou, B. T., Wang, H. J.#, 2023. Subseasonal variability and the "Arctic warming-Eurasia cooling" trend, Science Bulletin, 68(5): 528-535. doi: 10.1016/j.scib.2023.02.009.

相关论文：

Yin, Z. C., Wan, Y., Zhang, Y. J., Wang, H. J.#, 2022. Why super sandstorm 2021 in North China, National Science Review, 9 (3). https://doi.org/10.1093/nsr/nwab165

Zhang, Y. J., Yin, Z. C.#, Wang, H. J., He S. P., 2021. 2020/21 Record-breaking Cold Waves in East of China Enhanced by the “Warm Arctic-Cold Siberia” Pattern, Environmental Research Letters, 16. 094040. DOI: 10.1088/1748-9326/ac1f46