2012年9月的北极海冰范围降至有卫星观测以来(1979年至今)的最低值(3.41×10⁶ km²)。同年8月的一个异常强的北极气旋(AC12)爆发被认为加速了太平洋扇区的海冰漂移,是该年北极海冰呈现极小值的主要成因。然而,为何北极气旋如此之强?对此一直缺乏清晰解释。以往研究多聚焦于对流层顶极涡入侵等北极局地的影响,但并不足以解释AC12的极端强度的形成。
近日,我系温之平教授团队陈静博士生(第一作者)与温之平教授、陈晓丹青年研究员(通讯作者)和郭媛媛副教授合作,从热带-北极遥相关的视角揭示了AC12快速增强的成因。研究发现,2012年盛夏发生于西北太平洋(WNP)持续近10天的极强对流所释放的非绝热加热,会在对流中上层激发出一支向极传播的Rossby波列。由于2012年夏季北太平洋急流(NPJ)异常偏北,白令海峡附近位涡经向梯度增强,致使向极传播的波列得以进入高纬地区并向极输送大量热量和水汽,从而放大了AC12。数值模式试验表明,若无偏北的NPJ,发生于WNP的低频对流难以将波动传入北极;2012年盛夏创纪录的太平洋经向模态(PMM)最强负位相,是这一热带-北极遥相关的外强迫源,其东北太平洋冷舌促发了WNP强低频对流,其副热带暖海温异常则通过改变经向温度梯度致使NPJ北移。
这一研究结果揭示了热带大气季节内变率对2012年北极超级气旋和破纪录低值海冰事件的重要作用,有助于加深人们对冬季北极极端事件形成机理的认识,亦可为改进北极极端事件的预测提供新思路。相关成果发表于Journal of Geophysical Research: Atmospheres。该成果得到国家重点研发计划(2022YFF0801701)、国家自然科学基金(42575019)和上海市自然科学基金(25ZR1402015)的共同资助。

图 热带西太平洋—北极遥相关机制示意图
Chen, J., Wen, Z., Chen, X.*, & Guo, Y. (2026). On the great Arctic cyclone and record-low sea ice in 2012: A tropical western Pacific–Arctic teleconnection. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 131, e2025JD045538. https://doi.org/10.1029/2025JD045538
原文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2025JD045538