近日，物理海洋教育部重点实验室在Climate Dynamics（《气候动力学》）期刊发表题为“A winter cold nights pattern in the Northern Hemisphere lands: Circum−hemisphere teleconnection of extreme cold events”（《北半球陆地冬季冷夜日数遥相关型：极端冷事件环半球遥相关》）的最新研究成果，首次提出极端冷事件遥相关的概念,并发现北半球陆地冬季表征极端冷事件的冷夜日数（TN10p）存在环半球遥相关型(CHTe)，建立了北半球不同地区冷夜日数的物理联系。该成果由实验室/海洋与大气学院在读博士生王宁为第一作者，“筑峰人才工程”第一层次李建平教授为通讯作者的科研团队合作完成。

　　极端冷事件对全球及区域经济、社会、生态以及人类健康等具有重要的影响，近年来极端冷事件频发，越来越受到广泛关注。前人对于极端冷事件的研究大多聚焦于单个地区极端冷事件的变化与成因，少有分析不同地区极端冷事件的关系。

　　本研究创新性地将遥相关与极端冷事件联系起来，使用遥相关方法研究北半球陆地冬季TN10p的遥相关，发现了TN10p环半球遥相关型—CHTe (Circum−hemisphere teleconnection of extreme cold events )。研究指出，CHTe有五个活动中心：北美东南部、巴芬湾沿岸、北欧、中东-北非和东西伯利亚，五个地区TN10p存在负位相的变化，且具有显著的年际（~3a）和年代际（~10a）变化特征（图1）。此外，CHTe与几种已知的大气（如NAO等）和海洋模态（如NAT等）在发生年份、时间变化和空间结构等方面也存在显著差异，具有相对独立性。研究还发现当发生CHTe时，对流层的中高层存在一个新的大气环半球遥相关型，我们将其命名为CHT (Circum−hemisphere teleconnection )。对CHT进行温度诊断后发现，与“水平平流”、“垂直对流”和“非绝热加热”相比，CHT主要通过调制CHTe 五个区域的大气厚度异常来影响局地TN10p的异常变化（图2）。

　　该研究填补了当前极端冷事件遥相关研究的空白，是极端事件遥相关研究迈出的重要一步，为未来研究和预测极端冷事件提供了新的思路和方法。研究工作得到国家自然科学基金重点项目、崂山实验室科技创新项目、山东省自然科学基金重大基础研究项目等联合资助。

图1：CHTe的时空特征。(a)去趋势CHTeI的标准化时间序列。(b)去趋势CHTeI的功率谱，蓝色和红色虚线分别表示95%置信水平显著性检验和参考红噪声谱。(c)冬季 CHTeI与TN10pa的相关图。黑框表示CHTe的五个区域以及打点区域表示通过置信水平为99%的显著性检验。

图2：(a) 冬季CHTeI和SATa（填色）以及热风成异常（矢量）的相关图。红色矢量表示通过置信水平为99%的显著性检验。(b) CHTe 五个区域925 hPa水平平流（红色，单位：开尔文/月）、垂直平流（蓝色，单位：开尔文/月）、非绝热加热（绿色，单位：开尔文/月）和局地温度（粉红色，单位：开尔文/月）的合成差。(c) 冬季CHTeI与对流层（1000 ~ 500 hPa）大气厚度异常的相关图。(d) CHTe五个区域中由水平平流（红色）、垂直平流（蓝色）、非绝热加热（绿色）和对流层（1000 ~ 500 hPa）大气厚度（黄色）对SAT异常解释的方差百分比。图(a)和(c)中的打点区域表示通过置信水平为99%的显著性检验以及黑框表示CHTe的五个区域。

文章引用：

WANG N., J. -P. Li*, H. Wang, H. Li, Z. -X. Wu, and H. -Y. Zhao, 2024: A Winter Cold Nights Pattern in the Northern Hemisphere Lands: Circum–hemisphere Teleconnection of Extreme Cold Events. Climate Dynamics, 63: 30,　https://doi.org/10.1007/s00382-024-07486-7.