近年來，隨著全球氣候變暖，歐亞大陸冬季頻繁出現“冰火兩重天”的現象，極端嚴寒與溫暖如春在一個冬季內相繼出現，嚴重影響正常的生產生活秩序和社會經濟的健康發展🍝。如此強烈的冷暖位相轉換給冬季氣候的季節預測帶來了極大挑戰，是對整個社會災害防治能力的巨大考驗。因此，明確歐亞大陸冬季氣溫在季節內尺度上的演變規律及動力機理，並建立有效的預測模型來提高季節預報技巧不僅是當前氣候研究領域亟待解決的問題，更是全社會關註的焦點。

沐鸣2博士生鐘沃谷（第一作者）和吳誌偉教授（通訊作者）的最新研究指出，歐亞大陸冬季氣溫的季節內變異具有兩個典型的主模態：一致型和冷暖反轉型🏌🏿‍♀️。一致型以歐亞大陸冬季一致性偏冷/偏暖為主要特征（圖1左），反轉型表現為前冬（11-12月）和後冬（次年1-2月）歐亞大陸冷暖位相反轉（圖1右）。這兩個模態的年際變化對應於不同的環流形勢和物理過程🌉。一致型環流異常主要為負位相/正位相的北大西洋濤動東移，且與北極濤動密切相關，主要由大氣內部變率決定🦁，同期的北極濤動指數能夠解釋其接近60%的方差變化🔃。反轉型的形成主要與前期秋季北極濤動異常、北太平洋偶極型海溫異常（NPDP）和北極海冰-海溫耦合型異常（ACP）相聯系（圖2）。進一步的研究表明🦹‍♀️，NPDP是由9-10月類似北極濤動的環流異常所激發🐢，並在前冬引起大氣反饋，通過局地海氣相互作用和對遙相關波列的調控分別導致東北亞及西西伯利亞地區出現氣溫異常🦌。ACP則受到前期秋季北極局地環流異常影響，在前冬引起北極地表熱通量變化，但此時大氣響應局限於極區內。北極海-冰-氣相互作用使得大氣對ACP的響應在後冬達到巔峰，最終導致歐亞大陸出現了顯著的氣溫反轉。位渦動力學也能很好地解釋NPDP和ACP對反轉型的影響過程。此外𓀄🏎，基於前期秋季北極濤動和ACP指數建立的經驗預報模型能夠有效預測反轉型的發生。因此🧛🏻，前期北極濤動和北極海冰-海溫異常是反轉型年際變化重要的可預報性來源。

上述研究指出了歐亞大陸冬季氣溫反轉是氣溫季節內變異的典型主模態，並闡明了前期大氣變率通過下墊面熱力異常作用於反轉型的物理過程（圖3）👨‍❤️‍💋‍👨，這些成果對於認識歐亞大陸冬季氣溫季節內變異和對其進行季節預測具有重要的科學意義和應用價值。該研究成果日前在《Climate Dynamics》上發表。

論文信息：

Zhong Wogu, Wu Zhiwei* (2021). Subseasonal variations of Eurasian wintertime surface air temperature: two distinct leading modes. Climate Dynamics.

DOI: 10.1007/s00382-021-06118-8. 

圖1 基於季節依賴經驗正交函數的歐亞大陸冬季氣溫季節內變異（左）第一模態，即一致型和（右）第二模態🚝，即反轉型，白色交叉線（黑點）表示對應模態在該月的解釋方差大於35%（在15~35%之間）。

圖2 與反轉型相聯系的下墊面異常：（a）10月北太平洋海溫異常🧙🏻‍♀️，（b）9-10月北極海溫異常，（c）9-10月北極海冰異常📊；（d）反轉型，NPDP和ACP指數的時間序列。

圖3 歐亞大陸冬季氣溫“前暖後冷”反轉型的概念示意圖🪣。