北欧地区是欧洲重要的水资源汇集区，冬季降水不仅决定了春季径流和水库补给，也直接影响农业生产、生态系统稳定以及防洪减灾能力。近年来，欧洲频发的极端干旱与热浪事件往往与前期冬季降水偏少密切相关，使得冬季降水变化成为区域气候风险管理和适应策略制定中的关键因素。在全球变暖背景下，气候模式普遍预估北欧冬季降水将整体呈现增加趋势，但观测记录却显示，过去数十年间这一增湿信号并不稳定，甚至在某些时期被明显削弱，凸显了北欧冬季降水变化机理及其不确定性仍缺乏系统认识。
为深入理解北欧冬季降水年代际变化的主控因素，基于多套观测资料以及大集合模式模拟，来自中国科学院大气物理研究所和英国谢菲尔德大学的研究人员，从外强迫与内部气候变率两个层面系统分解了北欧冬季降水的变化趋势，重点揭示了太平洋年代际振荡（Interdecadal Pacific Oscillation, IPO）在其中扮演的关键角色。研究发现，尽管温室气体增加在整体上推动了北欧冬季降水的增强，但这一外强迫信号在过去几十年中被显著的内部气候变率所削弱。特别是在1980–2014年间，IPO从正位相持续转向负位相，在北欧地区引发了显著的降水减少趋势，幅度约为–0.07 mm/day/35年，在一定程度上抵消了同期由外强迫驱动的+0.19 mm/day/35年的增湿趋势（图一）。
进一步的动力机制分析显示，IPO通过跨海盆大气遥相关过程影响欧洲冬季环流结构。IPO负位相对应的类拉尼娜型海温异常在北太平洋激发罗斯贝波列，波列向下游传播至大西洋—欧洲区域，在北欧上空形成显著的反气旋性环流异常。这种高压系统增强了低层水汽的水平辐散并抑制上升运动，从动力上削弱了降水形成条件，成为北欧冬季降水年代际变干的主要物理机制（图二）。在此基础上，研究团队进一步评估了IPO影响在近未来（2015–2050年）是否仍将持续。结果表明，IPO与北欧冬季降水之间的稳定联系在未来数十年内仍然存在，内部变率仍将是制约降水预估不确定性的关键因素。通过在模式集合中显式考虑IPO相关的变化，北欧冬季降水趋势的不确定性在历史时期可减少约30%，在近未来仍可降低20%左右。这意味着，即便在强排放情景下，内部气候模态的位相演变仍可能显著影响区域水文变化的幅度与风险水平。
“我们的研究表明，北欧冬季降水的长期变化并非单纯由外强迫决定，来自太平洋的年代际气候信号在其中持续发挥着重要调制作用。将这些内部变率纳入评估框架，有助于显著降低近未来气候预估的不确定性，为区域水资源管理和极端气候风险应对提供更可靠的科学依据。”研究通讯作者、中科院大气所黄刚研究员指出。
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博士研究生姚梦媛，合作者包括英国谢菲尔德大学唐颢苏博士与大气所黄刚研究员。本研究受到国家自然科学基金项目（42530606与42261144687）的联合资助。
参考文献：
Yao, M., Tang, H.*, & Huang, G.* (2026). Persisting Modulation of Interdecadal Pacific Oscillation on Near-Future Winter Precipitation Projections in Northern Europe. Geophysical Research Letters, 53, e2025GL119484.
文章链接：
https://doi.org/10.1029/2025GL119484
图一 （a–b）北欧冬季降水异常的时间演变（基于多套观测资料），并与太平洋年代际振荡（IPO）指数进行对比。黑色虚线表示观测资料的平均结果。图中区分了外强迫引起的降水变化与气候系统内部自然变率所产生的降水异常。（c–d）去除外强迫影响后，由气候系统内部自然变率主导的北欧冬季降水长期变化趋势。（e–f）北欧冬季降水的内部变化与太平洋年代际振荡（IPO）之间的统计关系。点状区域表示回归关系在90%置信水平上显著。
图二 （a–c）在SSP5–8.5情景下（2015–2050年），CanESM5大集合中最干与最湿的5个集合成员之间的水汽输送差异，包括（a）总的动力水汽输送，以及其（b）垂直分量和（c）水平分量。（d）水汽收支各分量对北欧冬季降水差异的贡献。黄色虚线将结果划分为三个部分，星号标出对降水变化贡献最大的关键过程。（e–f）与（a）类似，但分别展示由水平风异常和垂直运动异常主导的水汽输送差异。（f）中蓝色等值线表示整层平均的垂直速度变化。（g）最干与最湿集合成员之间的海表温度（SST）变化趋势差异。（h）SST差异与北欧冬季降水年代际变化之间的统计关系。（i）去除ENSO影响后，北欧冬季降水的年代际变化与200 hPa位势高度之间的关系及对应的波活动通量。图中点状区域表示差异或统计关系在90%置信水平上显著。
