论文概要: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(Arctic Amplification)”;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(New Arctic)”。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。杨修群教授团队针对北极逐日暖事件的影响,从天气涡旋-平均流非线性相互作用视角探究了暖北极-冷欧亚的因果关系,揭示了冬季北极变暖导致欧亚变冷的直接观测证据和涡-流反馈动力机制。
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
冬季北极变暖通过减弱高纬度低层大气斜压性和天气涡旋活动、进而通过天气涡旋-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
核心PI
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1、2022-2026,主持国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”重点专项项目“北极和青藏高原加速变暖的过程及其对欧亚气候的协同影响”(2022YFE0106600),452万;
2、2018-2021, 主持国家重点研发计划项目“30-90天气候变异的机理和预测方法研究”(2018YFC1505900),1479万;
3、2017-2022,主持国家自然科学基金创新研究群体项目 “东亚气候变异动力学”(41621005),1200万;
4、2017-2021,主持高等学校学科创新引智(111)计划项目“季风气候变化与气象灾害研究学科创新引智基地” (B17022),450万元;
5、2014-2018,主持国家自然科学基金重点项目“大气瞬变涡旋反馈在中纬度海气耦合动力过程中的作用”(41330420),280万;
6、2010-2014,国家重点基础研究发展(973)计划项目首席科学家,“我国东部沿海城市带的气候效应及对策研究”(2010CB428500),2700万
文章信息:
上述研究成果发表于国际期刊《Science Advances》上。南京大学大气科学学院博士生印曼曼及杨修群教授为论文共同第一作者,杨修群教授为文章通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划项目/政府间国际科技创新合作重点专项/中国和挪威政府间科技合作项目(2022YFE0106600)和江苏省研究生科研创新计划项目支持。
论文信息:Manman Yin, Xiu-Qun Yang, Linyuan Sun, Lingfeng Tao, Noel Keenlyside, 2025, Amplified wintertime Arctic warming causes Eurasian cooling via nonlinear feedback of suppressed synoptic eddy activities, Science Advances, 11(12), eadr6336, doi: 10.1126/sciadv.adr6336.
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