北極海冰在過去幾十年中快速減少🤽🏿‍♀️，與此同時，冬季中緯度大陸冷異常頻繁發生。過去基於觀測資料的分析認為🤟🏿，北極增暖改變了經向溫度梯度，減弱中緯度急流，從而導致了中緯度大陸與全球變暖相反的溫度變化🙆🏿‍♀️。但是基於動力模式的研究結果並不一致地支持這一結論，而且模式間的結果也有很大的差異👩🏽‍🦰。這些結果的差異，可能來自於大氣環流模式對於海冰物理過程描述不完善🧃，進而導致模式對海冰表面熱通量模擬不佳。

近日🫱，我系博士生於騏愷（第一作者）、武炳義教授（通訊作者）以及張雯晴在最新研究中，設計了一種新的湍流熱通量強迫試驗，通過Nudging方法利用ERA5北極海冰表面的湍流熱通量數據強迫SC-WACCM4大氣環流模式，使模式北極海冰表面熱通量得到了顯著提升。這些改善在海冰密集度大於85%的區域尤為明顯💆🏻‍♀️，表明在重北極海冰覆蓋的區域模式的熱通量模擬和現實情況偏移很大，北極海冰減少🪷、變薄的影響在模式中被顯著低估。在ERA5湍流熱通量強迫下，大氣環流的響應和觀測資料分析結果十分一致，試驗成功地捕捉到了中緯度急流的減弱，歐亞大陸上空的負正負遙相關波列🧜🏿，增強的西伯利亞高壓以及暖北極冷大陸的溫度模態，但是僅利用海冰密集度驅動的模式試驗集合並沒有展示這些特征。這種差異可能與北極增暖的垂直結構有關，引入湍流熱通量後北極大氣被強烈加熱🉑🥤，深厚的北極增暖通過減弱中緯度急流削弱了西伯利亞風暴軸，減弱的風暴軸通過天氣尺度渦旋強迫反饋作用於冬季平均流⛹️‍♀️，從而有利於西伯利亞高壓增強以及暖北極冷大陸的溫度模態的出現。審稿人對此評價稱文章結果令人信服，發人深省☃️，意義重要（compelling🌖，thought provoking and significant）。

相關文章已於2024年8月被Nature Portfolio旗下期刊《Communications Earth & Environment》在線發表。受Nature Portfolio Communities邀請，團隊在Behind the Paper欄目對該研究進行了分享😗。

論文信息📣🧖🏼‍♀️：Yu, Q., Wu, B. & Zhang, W. The atmospheric connection between the Arctic and Eurasia is underestimated in simulations with prescribed sea ice. Commun Earth Environ 5, 435 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-024-01605-2

圖1 北極海冰表面湍流熱通量的響應(W m^-2)。a 秋季海冰密集度強迫試驗中的響應🚴🏽‍♂️。 b 冬季海冰密集度強迫試驗中的響應。 c 春季冬季海冰密集度強迫試驗中的響應📡。 d-f 和a-c類似，但為湍流熱通量強迫試驗的響應🙋🏿‍♂️。黑色實線表示1%海冰密集度區域👮‍♀️。打點區域為通過顯著性檢驗區域。

圖2 冬季大氣環流響應。a 湍流熱通量強迫試驗中700hPa緯向風(m s^-1)響應👊🏻🪹。b ERA5再分析資料中700hPa緯向風(m s^-1)之差（2005-2015年平均減去1982-2001年平均）👩🏿‍🦳。c 海冰密集度強迫試驗中700hPa緯向風(m s^-1)響應🤾🏽。d-f 和a-c類似，但為500hPa位勢高度（gpm）響應👳🏻‍♀️。g-i 和a-c類似🤘🏻，但為地表氣溫（填色📷，℃）以及海平面氣壓（線條🤸🏿，hPa）響應。打點區域為通過顯著性檢驗區域。