北极海冰蝴蝶效应：海气耦合或成欧亚寒潮放大器

近日，中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室的研究团队，联合英国埃克塞特大学和兰州大学等，针对这一问题展开了深入研究，揭示了海-气耦合过程在北极海冰消融引发欧亚冬季寒潮中的关键作用。相关论文发表于《NPJ气候和大气科学》。

近十年来，欧亚大陆冬季频繁遭遇极端寒潮事件，对人民生命财产安全和社会经济发展构成了严重威胁。长期以来，科学家们一直在探索寒潮频发的原因，其中北极海冰消融被认为是关键因素之一。然而，以往基于大气模式模拟的研究发现，北极海冰消融引起的降温信号远弱于实际观测结果，这使得科学家们开始重新审视海冰消融与寒潮之间的关系。

近年来，有研究强调了大气内部变率在寒潮形成中的主导作用，但大多忽略了海-气耦合过程的影响。海-气耦合是指海洋与大气之间通过热量、动量和物质交换而形成的相互作用过程，它对全球气候系统具有重要影响。

研究团队通过对比仅考虑大气过程的大气模式试验与包含海-气耦合过程的全耦合模式试验发现，全耦合试验成功再现了与观测接近的寒潮降温信号，而仅考虑大气过程的试验中的响应则十分微弱。这一发现表明，海-气耦合过程在北极海冰消融引发的欧亚冬季寒潮中起到了显著的放大作用。

进一步分析表明，北极海冰消融通过海-气耦合过程引发了北大西洋和北太平洋海表温度的异常升高，这种升温促进了大气向极地输送更多热量，引发了北极深部的增温现象。增温后的北极大气激发了向欧亚大陆传播的罗斯贝波列，进而增强了西伯利亚高压、东亚大槽及阿留申低压等关键环流系统，为寒潮的爆发提供了有利条件。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41612-025-01211-9