北極海冰蝴蝶效應：海氣耦合或成歐亞寒潮放大器

近日，中國科學院西北生態環境資源研究院冰凍圈科學與凍土工程全國重點實驗室的研究團隊，聯合英國埃克塞特大學和蘭州大學等，針對這一問題展開了深入研究，揭示了海-氣耦合過程在北極海冰消融引發歐亞冬季寒潮中的關鍵作用。相關論文發表于《NPJ氣候和大氣科學》。

近十年來，歐亞大陸冬季頻繁遭遇極端寒潮事件，對人民生命財產安全和社會經濟發展構成了嚴重威脅。長期以來，科學家們一直在探索寒潮頻發的原因，其中北極海冰消融被認為是關鍵因素之一。然而，以往基于大氣模式模擬的研究發現，北極海冰消融引起的降溫信號遠弱于實際觀測結果，這使得科學家們開始重新審視海冰消融與寒潮之間的關系。

近年來，有研究強調了大氣內部變率在寒潮形成中的主導作用，但大多忽略了海-氣耦合過程的影響。海-氣耦合是指海洋與大氣之間通過熱量、動量和物質交換而形成的相互作用過程，它對全球氣候系統具有重要影響。

研究團隊通過對比僅考慮大氣過程的大氣模式試驗與包含海-氣耦合過程的全耦合模式試驗發現，全耦合試驗成功再現了與觀測接近的寒潮降溫信號，而僅考慮大氣過程的試驗中的響應則十分微弱。這一發現表明，海-氣耦合過程在北極海冰消融引發的歐亞冬季寒潮中起到了顯著的放大作用。

進一步分析表明，北極海冰消融通過海-氣耦合過程引發了北大西洋和北太平洋海表溫度的異常升高，這種升溫促進了大氣向極地輸送更多熱量，引發了北極深部的增溫現象。增溫后的北極大氣激發了向歐亞大陸傳播的羅斯貝波列，進而增強了西伯利亞高壓、東亞大槽及阿留申低壓等關鍵環流系統，為寒潮的爆發提供了有利條件。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41612-025-01211-9