全球持续变暖背景下，21世纪初冬季欧亚大陆却出现了约为4 °C/10年的显著年代际变冷，引起欧洲和中亚地区寒潮和暴雪频发，对交通、农业、能源安全产生了深远的影响。人们最初将这一现象归因于同期出现的北极快速增暖及北极海冰消融，但随着北极增暖持续而欧亚降温停止的出现，气候系统内部变率特别是大气内部变率则成为了解释这一现象的主因。然而，截止目前主导欧亚年代际降温的大气环流模态及其作用机制仍不明确。
最近，我系温之平教授课题组联合卑尔根大学的学者，基于多源观测和再分析资料，针对1900年以来欧亚大陆的三次显著冬季年代际降温事件（1917–1931、1958–1972、1998–2012；见图1），通过结合CESM2大样本集合模拟去除外部强迫的作用，揭示了主导欧亚年代际降温的两个关键大气环流模态：斯堪的纳维亚环流型（SCAND）和北大西洋涛动（NAO）。
研究发现，强的SCAND正位相趋势是欧亚降温的主要驱动因子，而NAO不同的趋势对降温幅度具有调节作用（图2）。具体而言，SCAND正位相通过增强乌拉尔山阻塞高压和西伯利亚高压，导致冷空气向南输送，引发欧亚大陆降温；NAO虽不能直接决定降温是否发生，但其负位相趋势可显著增强SCAND驱动的降温幅度，而正位相趋势则起到削弱作用。研究还基于贝叶斯多层逻辑回归构建了欧亚年代际变冷的预测模型，发现在2050年之前，仅考虑内部变率时，至少发生一次类似21世纪初强降温事件概率约为30%；若同时考虑人类活动的影响，发生概率将进一步减少50%。
该研究系统揭示了SCAND和NAO在欧亚年代际降温中的协同作用，提出了基于环流模态的欧亚气温年代际预测框架，为欧亚中纬度地区的能源安全与气候适应策略提供了重要科学依据。相关成果已于2025年10月发表于《NPJ Climate and Atmospheric Science》。我系博士生李俊苁为论文第一作者，温之平教授为通讯作者，合作者包括我系陈晓丹青年研究员、郭媛媛副教授和挪威卑尔根大学贺圣平高级研究员等。研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持。
图1｜1900年以来欧亚大陆出现的三次显著冬季年代际降温事件：P1（1917-1931）、P2（1958-1972）、P3（1998-2012）。欧亚大陆冬季地表气温异常的逐年演变（黑实线），及其分解出来的外部强迫（黑虚线）和内部变率（灰柱）分量（单位：摄氏度）。此外，下方给出三个时期的降温幅度（单位：摄氏度/十年）。
图2｜SCAND和NAO在欧亚年代际降温中的协同作用。图a（图b）是所有SCAND+事件中欧亚地表气温及SCAND（NAO）指数的变化趋势。根据NAO趋势把所有SCAND+事件分为三类：SCAND+&NAO+（黄色）、SCAND+&NAO0（蓝色）和SCAND+&NAO-（红色）。图c为三类事件对应的欧亚气温变化趋势的概率密度分布。图d-f（图g-i）为三类事件合成得到的500hPa位势高度（地表气温）线性趋势的空间分布。
论文信息：
Li, J., Chen, X., Wen, Z. et al. Atmospheric circulation regimes modulating Eurasian winter decadal cooling. npj Clim Atmos Sci 8, 346 (2025). https://doi.org/10.1038/s41612-025-01228-0
