近日，中国气象局发布了2025年度“中国十大气象科技进展”，世界杯投注平台大气科学学院杨修群教授团队完成的“揭示冬季北极变暖导致欧亚变冷新机制”研究成果成功入选，成果完成人为杨修群、印曼曼、孙林元、陶凌峰。
北极是全球变暖最为显著的地区，冬季北极变暖在幅度上可达全球平均变暖的四倍，被称为“北极放大”；自本世纪以来，放大的北极变暖呈现加速趋势，并伴随北极海冰快速减少，被称为“新北极”。随着北极加速变暖，冬季中纬度大陆尤其是中纬度欧亚大陆却常常发生频繁而又强烈的寒冷天气事件，即所谓的暖北极-冷欧亚。然而，冬季北极变暖是否以及如何导致欧亚变冷一直是国际争议的问题。由于冬季北极变暖与欧亚变冷几乎同时发生，迄今为止，仍然缺乏直接的观测证据来表明二者的因果关系；此外，依赖于大气波动能量传播并适合解释远程下游影响的现有线性动力机制无法解释暖北极-冷欧亚模态的经向偶极型空间分布特征。该成果针对北极逐日暖事件的影响，从天气瞬变涡旋-平均流相互作用新视角，揭示了暖北极-冷欧亚的因果关系和机制。
（1）通过识别逐日北极暖事件，刻画了冬季北极整体加速变暖的新特征。基于型投影方法定义了型依赖的北极温度指数，识别了逐日北极暖事件，发现了逐日北极暖事件出现频率在2000年之后的加速变暖期显著增加（图1）。
图1冬季北极暖事件日数逐年变化（左图）与其伴随的滞后2天欧亚冷事件日数逐年变化（右图）的对应关系（其中上图基于原始数据，下图基于年际尺度数据）。
（2）发现了冬季北极变暖导致欧亚变冷的关键性直接观测证据。揭示了北极暖事件和欧亚冷事件逐日演变之间的时滞关系，发现了冬季北极暖事件不仅在幅度上导致中纬度欧亚变冷，而且在频率上导致中纬度欧亚冷事件增多，滞后大约2天的影响最为显著（图2）。
图2 冬季北极暖事件（AWE）和 欧亚冷事件（ECE）之间以及 AWE 与异常天气涡旋活动之间的超前/滞后关系。
（3）揭示了冬季北极变暖导致欧亚变冷的非线性涡流反馈机制。发现冬季北极变暖可显著影响欧亚三维大气环流异常，在高纬欧亚扇面显著减小了低层大气南北温度梯度，减弱了低层大气斜压性，抑制了天气瞬变涡旋活动，进而通过其对平均流的非线性动力反馈导致了中纬度欧亚具有相当正压垂直结构的低压异常和低层大气变冷，而该低压异常引起了近地表东北风异常，通过冷平流加剧了欧亚地表变冷。因此，冬季暖北极-冷欧亚本质上是由天气瞬变涡旋-平均流非线性相互作用决定的内禀偶极子（图3）。
该成果揭示的冬季北极逐日暖事件滞后影响欧亚逐日冷事件的关系，为冬季北极变暖导致欧亚变冷提供了关键性直接观测证据，揭示的冬季北极变暖导致欧亚变冷的非线性跨时间尺度涡-流反馈动力学新机制，突破了依赖于大气波动能量传播并适合解释远程下游影响的现有线性动力学机制，成功解释了北极变暖对中纬度欧亚大气环流和气温影响的经向偶极性，为深入认识北极加速变暖的天气气候效应及其可预测性提供了重要动力学基础。该成果于2025年3月19日发表于国际顶尖学术期刊Science Advances，目前已被发表于NC、npj CAS等国际顶尖学术期刊论文作为冬季北极变暖导致欧亚变冷的代表性非线性机制多次引用，
并被国内相关学术平台报道，产生了重要的学术影响。
图3 冬季北极变暖通过减弱高纬度低层大气斜压性和抑制天气瞬变涡旋活动、进而通过天气瞬变涡旋-平均流的非线性反馈导致中纬度欧亚变冷的动力机制示意图
（论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr6336）
据悉，“中国十大气象科技进展”评选由全国气象科教融合创新联盟牵头组织，自2024年起已连续三年发布入选结果，气象部门、相关高校、科研院所及企业等单位的多项优质科技成果参选。三年来，该项工作有效推动气象科技成果涌现，助力资源共建共享，大力弘扬科学家精神，促进气象教育科技人才一体推进，持续激发科技能力和人才活力。此次入选成果聚焦综合观测、气象灾害机理与预报预警、地球系统模式、气候变化及气候适应、卫星气象与空间天气、人工智能新兴技术应用等领域，探索气象科技前沿，既立足业务能力提升需求，又彰显学科机理研究创新。
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