近日，物理海洋教育部重点实验室在Climate Dynamics（《气候动力学》）上，发表题为“Influence of the North Atlantic Tripole on the Circum-Hemisphere Teleconnection in Boreal Winter”（《北大西洋海温三极子对北半球冬季环半球遥相关的影响》）的最新研究成果，首次阐明北大西洋海温三极子（NAT）如何激发环半球遥相关（CHT），利用海气耦合桥理论建立了北大西洋海洋模态NAT与北半球大气模态CHT之间的物理联系。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。

　　该团队在前期研究北半球冬季冷夜日数特征时发现极端冷事件的冷夜日数存在环半球遥相关型CHTe，并在北半球冬季中纬度环流变化中发现了一种新的大气遥相关模态（Wang et al. 2024），命名为Circum−hemisphere teleconnection（CHT），其特征表现为五个活动中心：北大西洋中部、格陵兰岛、西欧、里海和远东。CHT对理解北大西洋与欧亚大陆的气候变率（尤其是地表气温SAT和极端冷夜事件TN10p）具有关键作用，但其可能成因尚未研究。

　　本项工作使用物理诊断和数值试验等方式研究了NAT影响CHT的物理机制（图1），发现NAT主要通过非绝热加热和斜压不稳定性（中纬度海气相互作用的两种机制）激发CHT：当NAT处于负位相期间，中纬度北大西洋海温变冷与热带北大西洋海温增暖共同增强副热带北大西洋的海洋锋区，该锋区变强导致大气斜压性增强，进而加强风暴轴并促进了局地降水，降水释放的潜热与斜压不稳定性共同激发了CHT，使大气信号从北大西洋以Rossby波的形式传播至欧亚大陆（图2）。该结果在线性斜压模式LBM的数值试验中得到了验证。

　　该工作首次研究了北半球冬季NAT对CHT的影响，丰富了中纬度海气相互作用理论的实例，为未来研究和预测北半球不同地区的极端冷事件提供了基础。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、中央高校基本科研业务费专项资金等联合资助。

图1：NAT激发CHT的物理机制示意图。上图和下图分别表示500 hPa和地面的情况。下图：红（蓝）阴影表示对应于NAT负位相的北大西洋海温正（负）异常，黄色椭圆表示大气斜压性增强，带雨滴的云表示北大西洋中部地区降水正异常并伴随凝结潜热释放（上图黄色阴影部分所示），红色实线箭头表示向上的净热通量。上图：带A（C）的红（蓝）圈表示伴随气旋式（反气旋式）的高层位势高度正（负）异常，带阴影的棕色（白色）实心椭圆表示气候平均的高层纬向（经向）风，天蓝色的阴影表示Rossby波源，绿色带箭头的实线表示Rossby波的传播路径。

图2：(a) 北半球冬季CHT事件发生时，500 hPa T-N波活动通量（单位：m^2  s^(-2)；向量)和QG流函数异常(单位：107 m^2  s^(-1); 阴影）的合成图。(b) 北半球冬季CHT事件发生时的水平非均匀基流下的定常Rossby波的轨迹（蓝色曲线），黑点表示Rossby波源，阴影区为气候平均的500 hPa纬向风（单位：m s^(-1)）。

文章引用： 

WANG N., J. -P. Li*, H. Wang, H. Li, Z. -X. Wu and Y. Sun, 2025: Influence of the North Atlantic Tripole on the Circum-hemisphere Teleconnection in Boreal Winter. Climate Dynamics, 63:326, https://doi.org/10.1007/s00382-025-07813-6.

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.