尽管全球气候变暖已成为学界与社会的普遍共识，然而冬季极端低温事件依旧频繁地席卷各地，给经济运行、交通运输、能源供应等诸多关键领域造成严重冲击，更对公众的生命健康构成巨大威胁。

长期以来，学界在开展极端低温事件预报能力分析时，多将事件发生的完整过程作为一个整体进行探讨。这种传统研究视角存在明显局限性：它忽视了预报误差在事件酝酿、发展、消散等不同阶段的动态演变差异，无法精准捕捉误差产生和累积的关键节点；同时，由于缺乏对事件过程的精细化拆解，现有研究难以深入探究误差发展的内在机制，导致预报模型的改进缺乏针对性的理论支撑。

针对上述研究瓶颈，我们系统梳理并深入分析了多家权威气象中心的极端低温事件预报资料。研究发现，预报误差并非随时间均匀变化，而是在事件快速增强阶段呈现出急剧攀升的态势，该阶段产生的误差对最终整体预报误差的贡献率超过70%（见图1，图2）。这一结果清晰表明，当预报时段覆盖事件快速增强阶段时，预报技巧极易出现断崖式下降，进而引发预报失败的情况。基于这一典型特征，本研究将此类现象正式定义为极端低温事件的“预报障碍”现象。

与快速增强阶段的误差变化规律截然相反，在事件减弱阶段，预报误差不仅未随预报时长的增加而持续扩大，反而呈现出逐步缩小的趋势，打破了“预报误差与预报时长正相关”的常规认知。进一步对比分析显示，在相同预报时长前提下，事件衰减阶段的预报准确性显著高于增强阶段。这一显著差异充分说明，极端低温事件的不同发展阶段具有独特的演变机理和误差特征，若采用单一的预报订正方法，难以兼顾各阶段的预报精度。因此，针对极端低温事件的快速增强阶段和减弱阶段，亟需制定并实施差异化的预报订正策略，通过精准匹配不同阶段的核心影响因子和误差来源，全面提升极端低温事件预报的整体可靠性。

该项研究揭示了极端低温事件快速增强阶段的“预报障碍”现象是制约长时效（大于7天）极端低温事件预报精度的主要壁垒，为极端低温事件预报模型的优化提供了全新的理论视角与技术方向。该研究成果近期发表于期刊《Geophysical Research Letters》，论文第一作者为大气所韩哲副研究员，大气所段晚锁研究员和复旦大学戴国锟副教授为共同通讯作者，合作者还包括大气所李双林研究员、国家气象中心陈博宇高级工程师以及大气所在读博士侯雨轩。本研究得到国家自然科学基金（42288101、U2442221、42494871和42475054）的联合资助，并获得国家重大科技基础设施“地球系统数值模拟装置”的技术支持。

参考文献：

Han, Z., Duan, W. *, Dai, G. *, Li, S., Chen,B., & Hou, Y. (2026). The “predictability barrier” phenomenon of winter extreme cold events in central and eastern China and mechanisms of error amplification. Geophysical Research Letters, 53, e2025GL120069. https://doi.org/10.1029/2025GL120069

图1 提前事件峰值日9天（a）和11天（b）起报时，中国中东部地区（23°–40°N，105°–123°E）区域平均的T2m集合平均RMSE（红线，右侧红色坐标轴；单位：°C）和误差增长率（灰色柱状图，左侧坐标轴；单位：°C/天）随预报时间的演变情况，蓝线为观测T2m异常（右侧蓝色坐标轴；单位：°C），灰色阴影区域表示事件增强阶段，预报数据来源于ECMWF。

图2 误差增长率的演变（单位：°C/天），0d表示事件的峰值日，纵坐标表示起报时刻超前事件峰值日的天数。预报数据来自（a）中国气象局（CMA）、（b）日本气象厅（JMA）和（c）美国国家环境预报中心（NCEP）。