在全球变暖背景下，北极地区热浪发生频次显著增长。这不仅影响了北极局地的生态环境，也通过北大西洋海温以及欧亚波列异常对东亚甚至全球气候产生影响。但目前关于北极复合热浪的研究较为缺乏。本研究探讨了巴伦支-喀拉海（BKS）秋季复合热浪的发生和消亡机制以及与海冰变化的关系。结果表明，在BKS秋季复合热浪发生的前两天，北极地区位势高度场出现了显著的偶极子模态，表现为以格陵兰岛为中心的负位势高度场异常和以BKS为中心的正位势高度场异常。这种偶极子模态有利于温暖、潮湿的空气从大西洋不断流入BKS地区。在大尺度大气环流的驱动下，水汽和热量的入侵增加了BKS地区向下长波辐射，潜热和感热通量。这些因素有利于BKS地区近地表气温升高，最终导致复合热浪的发生（图1）。

图1. BKS秋季复合热浪发生前4天（Day-4）至发生后4天（Day4）北极地区合成异常场：（a-e）位势高度（阴影）和水平风（矢量）以及（f-j）垂直积分水汽通量。

此外，水汽和热量输送的增加也显著降低了BKS大部分地区的海冰密集度（图2），且持续降低到复合热浪发生后一天。研究表明次月尺度上的大气温度正反馈过程潜在影响BKS地区复合热浪的维持。

图2. 海冰密集度在Day-4至Day4期间的变化。

该成果于近期在线发表于《Weather and Climate Extremes》。论文的第一作者为中国科学院大气物理研究所辛月硕士，通讯作者为胡文婷副研究员，合作者包括厦门大学段安民教授，中科院大气所汤彬和汤雨恒博士。本研究由国家自然科学基金项目（42030602）、中国科学院B类战略性先导科技专项（XDB40030204）和国家自然科学基金项目（42275032）共同资助。

参考文献：Xin, Y., Hu, W., Duan, A., Tang, B., & Tang, Y. (2024). Mechanism for compound daytime-nighttime heatwaves in the Barents–Kara Sea during the boreal autumn and their relationship with sea ice variability. Weather and Climate Extremes, 100712.

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212094724000732