优秀成果展示——北极与热带系统对中国极端气候事件的协同影响及机制
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发布时间：2025/8/24 0:00:00
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| 成果评价编号： |
中气科成评[2024]023 |
| 评价结果： |
良好 |
| 成果名称： |
北极与热带系统对中国极端气候事件的协同影响及机制 |
| 完成单位： |
南京信息工程大学、成都信息工程大学 |
| 成果形式： |
基础研究类-新发现 |
| 研究领域： |
基础研究 |
| 评价年份： |
2024 |
| 完成人： |
孙博、周波涛、华维、李惠心、郝鑫、李华、徐鑫萍、段明铿、王会军 |
| 成果简介： |
气候变化背景下，中国区域的极端降水、高温干旱、大范围强降雪等极端气候事件频发趋强。对气候增暖背景下中国极端气候事件变化规律和机理的认知不足，严重制约了我国的气象灾害预测预警工作。由于全球变暖，北极海-冰-气系统、热带海-气系统与欧亚大陆气候之间的联系显著增强，团队认为这是突破当前中国区域极端气候事件变异机理研究瓶颈的关键切入口。因此，团队历时十年，深入探究了全球变暖背景下北极与热带系统对中国极端气候事件的协同影响及机制，揭示了北极-热带系统与中国极端气候事件之间的多时空联系，构建了北极-热带系统影响中国极端气候事件的物理概念模型，为进入“沸腾时代”的中国气候变化应对工作提出了新的理论支撑。
研究发现一系列北极-热带系统与中国极端气候事件联系增强的新现象：发现热带海温增暖趋势的纬向非对称性引起北半球哈得莱环流下沉支向极扩张和增强，导致中国北方地区极端高温事件增多增强；发现北极和热带对流活动增强时释放的凝结潜热增多，给北极（热带）对流活动异常激发的南（北）传罗斯贝波提供了更多能量，导致北极涛动和热带海洋性大陆对流活动与中国夏季强降水之间的联系增强。这些新事实为全球变暖引起的大气环流和大气水分变化增强了北极-热带系统与中国极端气候事件之间的联系提供了关键证据。
研究提出北极-热带系统影响中国极端气候事件的新机制：研究发现夏季亚洲-太平洋涛动正位相引起秋冬季巴伦支海-喀拉海的海冰减少，秋冬季北极增温，中高纬温度梯度减弱，西伯利亚高压增强，东亚冷平流增多增强，配合来自低纬地区的水汽输送，导致中国东部发生大范围强降雪事件。阐释全球变暖背景下ENSO调控东亚水汽输送从而影响中国大范围强降雪事件的三条路径，指出ENSO通过北太平洋路径和环北半球路径影响中国极端降雪事件的过程明显增强，解释了全球变暖背景下拉尼娜型海温条件频繁引发中国大范围强降雪事件的重要原因。为提高全球增暖背景下中国大范围强降雪事件的预测水平提供了关键预测因子信息。
研究揭示人类活动对北极-热带系统调控中国极端气候事件过程的影响及贡献：研究揭示人为温室气体排放引起的增温导致中国大部分地区近地面大气相对湿度下降，北极-热带系统的大气环流异常引起的无雨日数增多，导致中国西部、南方及东北地区的极端高温干旱事件强度呈增大趋势。由于人为外强迫引起大气瞬态水汽辐合和瞬态对流活动增强，北极-热带系统的大气环流异常一旦引发降水，降水强度明显增大，导致中国西部和东北地区的极端高温多雨事件强度呈增大趋势。指出人为外强迫对中国极端高温干旱/多雨事件的增强趋势的贡献超过了90%。为我国的气候变化风险管理工作提供重要参考。
团队的相关研究工作发表在National Science Review、Nature Communication等高影响期刊，受到国内外同行的关注和正面评价，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告（AR6）多次引用团队成果强调全球变暖对中国区域极端气候事件的重要影响。丁一汇院士、黄建平院士、IPCC主要作者Andrew Turner及多位国内外学术带头人在Nature Communications、Earth-Science Reviews等高影响期刊引用团队研究成果，佐证北极海-冰-气系统和热带海-气系统的变异对中国极端气候事件的重要影响。
团队基于北极-热带系统影响中国极端气候事件的新发现和新机理，研发了统计-动力相结合的预测模型，开展中国极端高温和干旱事件的实时预测，每年参加国家气候中心的全国汛期和年度气候会商，为我国的气象灾害预测预警工作提供切实的支撑。此外，团队领衔完成的决策咨询报告《后AR5时代气候变化主要科学认知及若干建议》，为我国的气候变化应对及减缓工作提供了提供了重要建议，获得国家领导人批示。 |
