北太平洋副热带反气旋（North Pacific Subtropical Anticyclone，简称 NPSA）是位于北太平洋对流层低层的半永久性的高压反气旋系统，是大气环流中的关键组成部分。它支配副热带天气系统运动和水汽传输过程，对北太平洋周边气候环境在冰期、间冰期阶段性演变具有重要影响。以往地质时期NPSA的研究多关注其变化对气候系统其他成员的影响，关于NPSA本身变化特征和机理的认识还相对欠缺。近日，南京信息工程大学刘珊珊副教授与大气物理研究所合作，基于多源重建资料和CMIP6多模式试验数据，系统性研究了NPSA在中全新世（约6千年前）的变化特征和物理机制。相关成果发表在地学TOP期刊Global and Planetary Change上。

• 古环境记录的证据与分歧

通过北太平洋地区古环境记录来推断中全新世NPSA变化（图1）。NPSA的决定了东亚夏季风的强度与位置；花粉、湖面高程和石笋氧同位素等记录一致表明，中全新世的东亚夏季风强度高于现今。与NPSA相关的地表风是驱动北太平洋表层洋流的主要动力；在这些洋流中，黑潮在中全新世时期被认为向北移动并增强，反映了NPSA的北移与强化。与此形成对比的是，在北太平洋东部，大多数沿北美西南海岸的海洋记录显示，当时近岸上升流被抑制、加利福尼亚洋流减弱，暗示NPSA南移或减弱。这种NPSA东西两侧重建结果的差异可能反映出中全新世NPSA变化存在季节性差异。

图1. 推断北太平洋副热带反气旋变化的古环境记录

• 模拟研究揭示中全新世NPSA变化存在季节性差异

研究以925 hPa定常涡动流函数为指标，考察了中全新世相对于工业革命前的NPSA变化。结果显示，中全新世NPSA变化存在明显季节性差异：在北半球春季减弱、缩小，而在夏季增强并扩张。由于NPSA变化的季节性，北太平洋涡动流函数年均变化呈现纬向非对称性，表现为西部增强，而东部减弱。这一特征合理解释了北太平洋东西两侧地质记录指示的NPSA变化的差异。

• 中纬度斜压性主导中全新世NPSA变化

机制分析表明，与经向温度梯度有关的北太平洋中纬度斜压性变化起主导作用（图2），而不仅仅是此前研究中强调的海陆热力对比。春季日照量降低，北太平洋斜压区南移使得西风急流向南偏移；在此影响下，北太平洋产生从对流层低层到高层不断增强的气旋性响应，从而导致NPSA减弱。夏季日照量增强，北太平洋斜压区减弱，进一步通过抑制风暴形成使得大尺度降水减少；北太平洋上空降水减少导致的潜热释放减少，主导了夏季NPSA增强。

图2. 变化机制示意图

论文信息：

Liu, S.* & Jiang, D. (2025). Seasonally dependent changes in the North Pacific subtropical anticyclone during the mid-Holocene: Dominant role of mid-latitude baroclinicity. Global and Planetary Change, 254, 105028. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2025.105028