东亚冷空气活动会对农业、工业、交通运输及其他社会经济活动产生广泛的影响。我校中高层大气环境研究团队青年教师张晓祺博士、饶建教授等，采用三维检测技术和自组织映射方法，将东亚冷空气爆发客观分为三类：北方型（NT）、中部型（CT）和南方型（ST）。其中，北方型表现为东北亚变冷，而东亚西南部则伴有较弱的暖异常；中部型的冷异常主要位于中国北方；南方型则表现为中国中南部变冷（图1）。
虽然北方型和中部型在模式中能够得到较合理的模拟，但模式在再现南方型方面更为困难（图2）。进一步研究发现，北方型通常发生在北极涛动（AO）负位相背景下，并与平流层扰动的向下传播有关，这会增强俄罗斯北岸附近的正位势高度异常，并通过经向波传播加强东亚上空的负位势高度异常。南方型则发生在AO正位相背景下，但这一配置没有被多模式一致捕捉到。中部型发生在极涡偏移的背景下，其特征是副极地地区出现异常高位势信号并向下传播，同时伴随着显著的经向波活动。
模式对这三类冷空气爆发的模拟能力，主要与其对关键区域经向波传播以及平流层—对流层耦合过程的刻画能力有关，尤其是对北方型而言。
图1. 在（a–c）ERA5中东亚冷空气爆发从开始到结束期间的2米气温（t2m）距平合成图（阴影，单位：℃；事件持续时间因个例而异）。 （d–f）与（a–c）相同，但为多模式集合平均（MME）结果。 打点区域表示通过95% 显著性检验。（g–i）MME 与 ERA5 的差值，表示模拟偏差。
图2.（a–c）泰勒图展示了各类冷空气爆发（CAO）中2米气温距平的模拟技巧。
文章已在《Journal of Climate》期刊发表：
Zhang, X., Rao, J.*, Garfinkel, C. I., Son, S. W., He, B., & Liu, Y. (2026). How well do CMIP6 climate models simulate the cold air outbreaks in East Asia? Journal of Climate, 39(10), 2525-2541, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-25-0424.1.