近年来，许多研究发现冬季欧亚大陆极端严寒事件频发与北极海冰的快速消融存在紧密联系。然而，二者之间的因果关系目前仍存在较大争议。已有研究表明，北极海冰减少会造成平流层极涡减弱，有利于北极地区的冷空气向南入侵，进而造成欧亚大陆降温。此外，厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）和准两年振荡（QBO）作为热带地区两个重要的年际变率信号，也同样对北极平流层极涡具有重要的调制作用。因此，探究寒冷冬季的前兆因子和相关潜在机制有助于我们更好地理解海冰气多圈层系统对中高纬度天气气候的影响。
近日，我系马旋博士（第一作者）、王蕾青年研究员（通讯作者）与英国气象局Doug Smith博士、兰州大学张健恺教授等合作者们的最新研究发现ENSO和QBO是造成秋季巴伦支-卡拉海（BKS）海冰与欧亚冬季近地表气温关系不稳定的重要因子。平流层极涡不仅受北极海冰异常的影响，还受ENSO与QBO的调制。当BKS海冰异常偏低时，欧亚大陆在不同年份可能会出现相反的结果（异常偏冷/异常偏暖）。在拉尼娜-东风位相QBO-低海冰（LANINA-EQBO-LICE）年，上传的行星波减弱（图2），北极平流层极涡偏强（图1），阿留申低压和西伯利亚高压减弱，有利于欧亚大陆变暖（图3）。在中性ENSO-中性QBO-低海冰（NENSO-NQBO-LICE）年和厄尔尼诺-中性QBO-低海冰（ELNINO-NQBO-LICE）年，大气环流响应相反，有利于欧亚大陆变冷。
欧亚大陆冬季气温同时受北极海冰和热带因子的调节，这就意味着，在预测欧亚大陆冬季天气气候时，需考虑多种因子的综合作用。相关研究发表在《Environmental Research Letters》期刊上。
图1.（a–c）在低海冰年、ENSO和QBO不同位相组合下，DePreSys4的10个集合成员后报的冬季纬向风异常（单位：m/s）。（d–f）与（a–c）相同，但为60°N剖面图。右上角括号中的数字表示事件的个数。打点的区域表示超过70%的集合成员后报的风场符号一致。
图2.（a–c）与图1（a–c）相同，但为深秋和初冬 (11–1月平均）合成的 EP通量异常（矢量）。阴影区域表示超过70%的集合成员异常值的符号相同。（d–f）同（a–c），但为50 hPa高度上EP通量的垂直分量。
图3. 与图1相同，但为近地表气温异常（单位：K）。
论文信息：
Ma X., L. Wang*, D. Smith, L. Hermanson, R. Eade, N. Dunstone, S.C. Hardiman and J.K. Zhang, 2022: ENSO and QBO modulation of the relationship between Arctic sea ice loss and Eurasian winter climate, Environmental Research Letters, 17, 124016,https://doi.org/10.1088/1748-9326/aca4e9
