巴伦支-喀拉海（Barents-Kara Seas, BKS）一直是影响冬季欧亚大陆天气事件和气候变率的关键区域之一。秋季BKS海域海冰异常偏少时，有利于加强冬季西伯利亚高压和东亚冬季风，进而影响东亚气温、降水以及寒潮事件。然而，在全球变暖背景下，北极海冰在过去几十年间持续融化，BKS区域已日益逼近“少冰”甚至“无冰”状态。在此背景下，评估秋季BKS海冰与东亚冬季风的关系演变，对于改进和提高东亚冬季风预测能力，显得尤为迫切。

我系博士后张祥（第一作者）、武炳义教授（通讯作者）及其合作者基于再分析数据，揭示了秋季（9-10月）BKS海冰与东亚冬季风之间的联系在近期发生了显著的年代际减弱（图1）。研究发现，该联系以2007年为分界点，经历了从前一阶段（1979-2007）显著负相关（r = -0.52）到后一阶段（2008-2023）近乎“没有关系”（r= -0.10）的剧烈转变。进一步的分析表明，这一联系的显著减弱主要归因于BKS海冰的持续消融。在近期（2008-2023），与东亚冬季风变率密切相关的关键海区已处于近乎“无冰”的状态（SIC<0.15），进而导致海冰的年际变率大幅降低（标准差从前期的0.20降至后期的0.10）。海冰变率的显著衰减，致使后一阶段由海冰变化引起的大尺度大气环流异常与前一阶段相比发生了根本性改变（图2），无法像过去那样有效调制东亚冬季风。

本研究强调了在过去十几年中，随着秋季北极海冰持续萎缩至临界阈值，其与东亚冬季风的相关关系已显著减弱。这一发现同时也指出在北极“少海冰”的新常态下，东亚冬季气候的预测面临着新的不确定性与挑战。该研究为深入理解全球变暖背景下北极-中纬度联系的阶段性变化提供了关键的观测证据。相关研究于2025年10月在线发表于《Geophysical Research Letters》上。

论文信息：Zhang, X., Wu, B., Pang, X., et al. (2025). Continuously Shrinking Early Autumn Barents–Kara Sea Ice Hinders East Asian Winter Monsoon Forecasting. Geophysical Research Letters, 52(20). https://doi.org/10.1029/2025GL117871

图1 (a) 巴伦支-喀拉海（BKS）区域（65°-85°N，10°-110°E）早秋（9-10月）区域平均海冰密集度（SIC）的标准化时间序列（红点黑实线）。绿色和紫色虚线分别代表1979–2007年（P1）和2008–2023年（P2）的平均值。(b) 东亚冬季风（EAWM）的标准化时间序列（红点黑实线）。绿色虚线表示P2时段的趋势，蓝色实线代表EAWM指数的9年滑动平均。(c) BKS SIC指数（蓝色实线）和EAWM指数（红色实线）。这两个指数在全时段的相关系数为−0.247（p > 0.1），其中在P1时段的相关系数为−0.521（p < 0.01），在P2时段的相关系数为−0.101（p > 0.1）。图(a)–(c)中的灰色垂直实线标记了2007年。(d) BKS SIC指数与EAWM指数之间的19年滑动相关系数（红点蓝实线）。每个数据点绘制在其19年滑动窗口的中心年份（例如，1988年的点对应1979–1997时段）。黑色虚线代表95%显著性水平。

图2. 1979–2007年期间，标准化早秋（9月–10月）BKS SIC指数的回归的冬季（12月–2月）(a) 地表气温（SAT）异常（阴影，单位：℃）、(b) 海平面气压（SLP）异常（阴影，单位：hPa）和 (c) 500 hPa位势高度（Z500）异常（阴影，单位：gpm）。图 (d)–(f) 同图 (a)–(c)，但为2008–2023年期间。打点区域表示通过了95%显著性检验。