在全球变暖的背景下，欧亚大陆中高纬度地区的气候系统发生了显著的变化，包括北极增温、急流位置偏移、东亚季风变异等。这不仅导致极端天气气候事件频发，也对欧亚中高纬地区的气候预测和气候变化应对提出了挑战。我院博士生周思雨（第一作者）、孙博教授（通讯作者）、王会军院士等针欧亚中高纬秋季降雪频次年际变率强度的变异机制开展研究，相关成果近期发表于《Journal of Climate》期刊。

该研究发现2000年以来，欧亚大陆中高纬地区秋季降雪频率的年际变率强度显著增加，由1979–1999年的0.695升至2000–2021年的1.202，增加了73%（图1）。水汽输送路径变异是秋季降雪频次年际变率增大的关键因素。在2000–2021年期间，中西伯利亚上空低压范围和强度增大、异常西风带更加偏南，利于地中海的暖湿空气与来自北极的干冷空气在中西伯利亚高原相结合并导致其降雪频次增加，而因比湿增加导致的温度正异常则抑制了中亚地区降雪的发生。进一步研究表明，巴伦支海-喀拉海区域秋季季节性海冰增长的年际变率增大，对降雪频次年际变率的增加起着至关重要的作用。秋季海冰的快速增长通过局地热力学正反馈作用，导致北极温度负异常更加显著，从而扩大了北极与欧亚大陆中高纬度之间的温度梯度，进而引起中西伯利亚高原上空的异常西风。此外，海冰的快速增长还可能激发向南传播的罗斯贝波，导致中西伯利亚高原形成异常气旋，中亚形成异常反气旋。秋季季节性海冰的增多通过热力和动力双重途径影响水汽输送路径，从而调制欧亚大陆降雪频次的年际变率（图2）。CESM CAM5数值模拟试验再现了季节性海冰增长年际变率增大对秋季降雪频次年际变率强度的调节机制。

图1 （a）1979–2021年欧亚中高纬秋季降雪频次（单位：天）的EOF1，以及（b）PC1序列。（c）PC1以及（d）标准化后的降雪频次关键区指数（SFKI）时间序列的滑动标准差，时间窗口分别为9年、11年和13年。（a）中的灰色矩形表示秋季降雪频次异常的关键区域。（b–d）中的灰色虚线以及（c–d）中的水平实线分别表示2000年以及9年、11年和13年平均滑动标准差的均值

图2 欧亚中高纬秋季降雪频次年际变率增大的关键物理机制示意图

论文信息：

Zhou, S., B. Sun, H. Wang, F. Li, H. Li, H. Li, B. Zhou, and S. He, 2025: Increased Interannual Variability of Snowfall Frequency in Eurasia during Autumn after 2000. J. Climate, 38, 6175–6191, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-24-0687.1.