近几十年来，随着温室气体排放不断加剧，全球气温持续上升，北极地区的增暖现象尤为显著，为全球平均的三倍以上。长期以来，学界围绕北极的快速增暖能否对北半球中纬度气候产生显著影响展开了激烈争论。支持者认为，北极增暖是导致中纬度冬季冷事件的主要原因；反对者则认为，北极增暖对中纬度气候的影响微弱，气候系统自身的内部变率才是更为关键的因素。这种争论的存在一是因为基于观测数据的研究并未能有效区分气候系统内部变率和外强迫导致的北极海冰减少在北极增暖中的独立作用，二是因为基于气候模式的结论高度依赖于模式的性能。

近日，中国科学院大气物理研究所龚海楠副研究员、王林研究员、云南大学陈文教授、浙江大学吴仁广教授联合英国埃克塞特大学James Screen教授（反对派代表性学者）、麻省理工学院Judah Cohen博士（支持派代表性学者），在美国科学促进会旗下期刊Science Advances发表了关于北极增暖与中纬度气候因果关系新认识的论文，为解决这一长期争论的问题提供了可信的解答方案。研究团队提出了一种改进后的动力调整方法，将其适用于海-冰-气相互作用强烈的北极区域，进而仅通过使用观测数据便成功区分了气候系统内部变率和外强迫导致的北极海冰减少对北极增暖的相对贡献。

研究发现，由外强迫造成的巴伦支-喀拉海区域（BKS）增暖所激发的大气环流异常与由内部变率所产生的大气环流异常在空间结构上非常相似，这导致基于原始观测数据分析的结果混合了气候系统外强迫和内部变率的影响 (图1)。研究团队进一步量化了同期冬季内部变率和外强迫导致的北极增暖对欧亚大陆冬季气候的独立影响。结果显示：在年代际尺度上，同期冬季以北极涛动为代表的内部变率主导了欧亚大陆冬季气温的变化，而与外强迫导致的BKS增暖对欧亚大陆气候的影响相对较弱，即便在北极增暖最为显著的1991-2012年时段，外强迫导致的BKS增暖仅贡献了观测中欧亚大陆冷异常的约1/3，剩余的2/3主要由内部变率所贡献。与此相对，在多年代际尺度以上，内部变率对欧亚大陆冬季气温的影响显著减弱，而外强迫导致的BKS增暖能够通过改变中纬度大气环流显著影响欧亚大陆的冬季气温，这一效果可以大幅抵消直接辐射强迫效应所导致的欧亚大陆增暖，最终造成过去40多年观测中欧亚大陆冬季的“增暖空洞”现象。

该研究揭示了气候系统内部变率和外强迫导致的BKS增暖对欧亚大陆冬季气候的影响具有时间尺度依赖性，为解决学界有关北极增暖是否影响欧亚冬季气候的长期争议提供了可能的解决路径。此项工作得到了国家自然科学基金（41925020、42075033、42275023、42261144687）的资助支持。

论文信息：Gong Hainan, Lin Wang*, James A. Screen*, Wen Chen*, Judah Cohen, & Renguang Wu, 2025: Teleconnection from Arctic warming suppresses long-term warming in central Eurasia. Sci. Adv., http://doi.org/10.1126/sciadv.adq9461

图1. a. 1980-2022年基于巴伦支-喀拉海（BKS）冬季气温指数（BKST）回归得到的冬季850 hPa风场（矢量）和湍流热通量（THF）（阴影）异常。b, c. 同a，但分别为BKST指数中内部变率（BKSTInternal）和海冰相关的部分（BKSTForced）。d-f. 与a-c相同，但为前期晚秋/初冬（10月至12月）北极海冰密集度（SIC）异常。打点区域表示THF和SIC变化超过95%显著性水平的区域。风矢量表示风场变化超过95%显著性水平。