过去几十年的观测显示，冬季的北极-欧亚大陆气温变化呈现暖北极-冷欧亚的偶极型分布。冬季的北极增暖与欧亚大陆变冷之间是否存在因果关系是学术界争论的热点问题。针对该问题，我所吴国雄院士课题组联合兰州大学黄建平院士团队的研究工作取得重要进展。
主要发现为，提出了北极驱动欧亚大陆气候变率的动力和热力耦合观点，并系统阐明了其中的多圈层相互作用过程（如图1所示）。同时，探讨了不同时间尺度，即趋势、年代际变率以及年际变率间的异同。多圈层相互作用的关键过程包括，夏季的北极海冰、地表短波辐射收支和海洋次表层的热量存储，以及冬季的海冰、地表感热、大气非绝热加热、中纬度-极地相互作用和大尺度温度与环流等的异常。具体从夏到冬的过程为，夏季海冰减少区域（巴伦支喀拉海）的海洋吸收了更多的太阳辐射,随后在冬季通过感热的垂直扩散释放给大气，引起局地大气环流的异常及强化增温，中高纬度大气的强斜压性背景进一步导致大气环流与海表感热的相互作用，最终导致北极偶极型的大气非绝热加热、北极-欧亚区域的反气旋环流以及暖北极-冷大陆（北极显著增暖区域的下游）的配置。从夏季地表和海洋次表层的能量收支到冬季大气非绝热加热及环流的多圈层相互作用过程表明北极对欧亚大陆气候变率的驱动作用。然而，年际变率的情况比趋势及年代际变率更为复杂，因为就年际变化而言，夏季海冰影响的持续性较弱。大量现有研究将基于年际变率的结论直接推广到长期气候变化的错误做法是引起目前相关学术争论的重要原因。
该研究工作由兰州大学谢永坤博士、大气所吴国雄院士和刘屹岷研究员以及兰州大学黄建平院士等共同完成，由国家自然科学基金项目（41730963、91937302、42030602）等共同资助。
参考文献：
Xie Y., Wu G., Liu* Y., Huang J., Nie H. (2021). A dynamic and thermodynamic coupling view of the linkages between Eurasian cooling and Arctic warming. Climate Dynamics, https://doi.org/10.1007/s00382-021-06029-8.
文章链接：
https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00382-021-06029-8
图1 研究揭示的多圈层相互作用过程以及长期趋势、年代际和年际变率之间异同的示意图
附件下载：
