2023年12月中旬，东亚北部多地遭遇破纪录极寒天气，多地气温刷新数十年历史最低值。在中国东北、朝鲜半岛及日本北部，由极地冷空气南下引发的大风与暴雪导致交通大范围延误，电力与供暖需求骤增，部分地区出现能源短缺和基础设施受损，畜牧与农业生产亦受到严重打击。面对全球变暖背景下屡创新高的气温，为何仍会频繁出现破纪录的极寒天气？这一矛盾现象已成为国际气候变化研究的重要前沿。

针对这一问题，中国科学院大气物理研究所龚海楠副研究员等基于历史观测数据，利用环流投影方法，对2023年12月中旬东亚北部地区突发的极寒事件进行了深入剖析。研究发现，大尺度大气环流异常是引发本次极寒天气的主要原因。同时，前期地表热力条件，尤其是11月东亚北部地区偏多的积雪通过与随后气温的反馈作用进一步放大了此次极寒事件的强度。进一步研究发现从极地向东亚地区传播的大气遥相关波列（POL）是引发此次极寒事件的关键因子。在2023年12月中旬POL遥相关处于历史最极端位相，贡献了本次极寒事件气温冷异常的85%（图1）。尽管POL型遥相关主要源自气候系统内部变率，但前期巴伦支-喀拉海海冰减少在一定程度上增强并维持这一波列，数值试验也证实了这一结果。这表明全球变暖可以通过北极增暖效应，一定程度上间接影响了中纬度地区的极端冷事件。

该研究明确了2023年12月东亚北部极寒天气事件的成因机理，并为理解全球变暖背景下北半球冬季极端冷事件的形成机制提供了新的物理依据。此项工作得到国家自然科学基金（41925020, 42075033, 42275023, 42261144687）的资助

论文信息：

Gong, H., Ma, K., Wang, L*., & Chen, W. (2024). Attribution of the record‐breaking extreme cold event over Northern East Asia in December 2023. Geophysical Research Letters, 51, e2024GL112568. https://doi.org/10.1029/2024GL112568

图1. （a）从极地向东亚传播的POL型遥相关波列，（b）为POL型遥相关导致的SLP和SAT异常分布，（c）-（d）同（a）-（b），但为前期11月巴伦支-喀拉海区域海冰减少的影响。