气候变化下的三圈环流之谜
气候变化下的三圈环流之谜
2023年、2024年全球平均气温连续创新高，但2023/2024年冬季北半球多地发生极端冷事件。例如，2023年12月中旬席卷中国东部地区的极寒事件、2024年1月初北欧的极寒事件、2024年1月中旬美国大部分地区遭受的极寒事件等。这些极寒事件的发生，给原本就争论不断的全球变暖与欧亚大陆、北美中纬度极端冷事件关系的争论又增添了一把火。厘清人为气候变化和中纬度极端冷事件的关系对学术界达成科学共识、制定未来气候变化适应措施有重要的意义。
中国科学院大气物理研究所钱诚研究员课题组博士生叶洋波等针对2023年底中国大陆发生的一次席卷整个东部地区的“冰冻周”（12月16-22日）极端冷事件，开展了归因和未来风险预估研究，发现：这次极寒事件主要是由和暖北极相联系的大尺度大气环流（西伯利亚高压）异常造成，贡献了这次事件强度的83±2%，西伯利亚高压达到1959年以来最强；气候变化的热力作用则抑制了此次事件寒冷的程度，贡献了−22±2%至-6±3%。人为气候变化使类似的极寒事件发生概率减少92.5±2.5%、强度减弱1.9±0.2 ºC，因为人为气候变化的热力增温作用超过了其动力（改变环流）降温作用。未来中等排放情景（SSP2-4.5情景）和低排放情景（SSP1-2.6情景）下，类似的极寒事件发生概率还将减少、强度减弱；但极低排放情景（SSP1-1.9情景，1.5℃温升目标）下，类似的极寒事件还可能发生。
该项研究强调了人为气候变化对极端冷事件寒冷程度的抑制作用；在碳中和路径下，需要制定相应的适应措施以应对未来类似2023年这样强的极寒事件的风险。该项研究近期发表于《npj Climate and Atmospheric Science》，得到国家自然科学基金委“面向碳中和实现路径的自然-社会系统多尺度模式耦合关键理论和技术预研究”专项培育项目（42341203）等资助。
论文信息：Ye, Y., C. Qian*, A. Dai, Y. Zhang, J. Jiang, and X. Zhang, 2025: Attribution of a record-breaking cold event in the historically warmest year of 2023 and assessing future risks. npj Clim. Atmos. Sci., 8, 14,https://doi.org/10.1038/s41612-024-00886-w
图1. 2023年12月16-22日席卷整个中国东部大陆地区的破纪录极端冷事件
图2. 数值模式中类似2023年的极寒事件及其相关变量的特征、人为气候变化的动力和热力作用竞争