近三十年來🧦，北極海冰持續融化是氣候系統變化過程中最顯著的特征之一🕯。早在上世紀七十年代🚴🏼♀️，有研究認為，北極海冰在大氣環流年代際變化中起重要作用🧽。但北極海冰持續融化如何在年代際時間尺度上調節大氣環流並不清楚🫱🏿，特別是自本世紀初以來，在暖北極-冷歐亞和暖北極-暖歐亞格局階段性地交替出現的背景下，探究這個問題就顯得尤為迫切。
本研究利用CAM5大氣環流模式🧑🏻⚕️，在觀測的北極海冰強迫下👨🏻🚀，探究了冬季北極和歐亞大陸大氣環流響應的演變特征🤴🏼，並緊密結合再分析資料，闡述了北極海冰持續消融對冬季大氣環流階段性（年代際）變化的影響🛹，得到以下主要結論🧍：
（1）自2004年以來，秋、冬季節巴倫支-喀拉海海冰呈現一致性的年代際減少。在北極，這種變化直接改變了對流層低層的熱、濕結構，加強了北極冬季水文循環過程。在歐亞大陸，這種變化不僅加強了冬季西伯利亞高壓的短期“脈動”過程，而且減弱（加強）了歐亞大陸高緯度（東亞中、低緯度和西北太平洋）大氣環流的斜壓性。
（2）北極海冰持續融化引起冬季氣溫在2010年代初期發生了年代際轉變🚶🏻，即從2004-2012年間盛行的暖北極-冷歐亞空間分布轉變成暖北極-暖歐亞格局🥬。伴隨著北極海冰的持續融化，秋季巴倫支-喀拉海海冰的變化周期明顯在縮短，更加接近大氣環流固有的變化周期，海冰和大氣的耦合過程更加充分，它們之間的相互作用過程產生年代際變化🧖♀️🏢。這很可能是引起2010年代初期年代際變化的原因🍼。
論文信息🔩：
Wu, B., Z.K. Li, and X. Zhang, 2025: Arctic sea ice melting has triggered distinct interdecadal transitions since 2000, Journal of Climate, 10.1175/JCLI-D-24-0163.1
https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/aop/JCLI-D-24-0163.1/JCLI-D-24-0163.1.pdf
圖1 秋、冬季節巴倫支-喀拉海海冰密集度演變以及它們的EOF1時間序列🚺🧖🏼♂️。(a)秋季（SON）平均海冰密集度（SIC，%）的差值場，該差異為2004-2021年的平均值與1979-2003年的平均值之差🍑。紅色框表示巴倫支-喀拉海(20.5º-90.5ºE,70.5º-84.5ºN)，該區域用於計算秋👨🏻🍼、冬季區域平均海冰密集度👉🏽。紫色等值線表示95%置信水平下的差異。(b)巴倫支-喀拉海（圖1a中的紅色框）區域平均海冰密集度在秋季（SON，藍色）和冬季（DJF，紫色）的年際變化，對應的虛線表示它們的趨勢🧾。(c)圖1b中顯示的秋、冬季區域平均海冰密集度EOF1 的PC1時間序列🤛🏽，EOF1解釋了87.5%的協方差👮🏽♂️。藍色虛線分別表示1979-2003年和2004-2021年的平均值💆🏿♀️💬。
圖2 冬季巴倫支-喀拉海水文循環演變以及冬季西伯利亞高壓強度變化（源自再分析資料）。(a)巴倫支-喀拉海（圖1a中的紅色框）上空的冬季累積蒸發量()。紅色虛線分別表示1979/80-2004/05和2005/06-2021/22期間的冬季平均值🥰。(b)巴倫支-喀拉海上空冬季925 hPa比濕的平均值(g/kg)🗄。(c)巴倫支-喀拉海上空觀測到的冬季平均降水量(mm)🧛🏻♂️🌋。(d)冬季西伯利亞高壓強度的累積偏差時間序列(hPa)🤸🏼♀️。(e)冬季西伯利亞高壓強度的標準化時間序列。在(b)、(c)和(e)中👨🏿，兩條虛線分別表示1979/80-2003/04和2004/05-2021/22期間的冬季平均值⏩。灰色陰影表示2004/05到2021/22的冬季。
圖3 在觀測的北極海冰強迫下模擬的大氣變量響應🟢。(a)藍色和綠色線分別表示巴倫支-喀拉海（圖1a中的紅色框）上空模擬的冬季蒸發量（mm）和巴倫支-喀拉海區域平均的觀測中冬季海冰密集度（SIC👻，%）的集合平均值。(b)巴倫支-喀拉海上空模擬的冬季降水量的集合平均值(mm)，虛線分別表示1979/80-2003/04冬季和2004/05-2016/17冬季的平均值🍬。(c)與(b)相同，表示的是模擬的冬季500 hPa位勢高度(gpm)。(d)模擬的冬季西伯利亞高壓強度（紫色）和觀測的冬季西伯利亞高壓強度（紅色）的集合平均值，紫色虛線分別表示1987/88-2003/04和2004/05-2016/17期間集合平均值🤾♠️。(e)模擬的冬季西伯利亞高壓強度（黑色）和觀測的冬季西伯利亞高壓強度（棕色）的集合平均值的累積偏差時間序列。灰色陰影表示2004/05到2016/17的冬季。
圖4 冬季1000 hPa溫度的EOF2。(a)模擬的以北區域冬季1000 hPa溫度的標準化集合平均值的EOF2空間分布，解釋方差為14.0%👏🏼🚵🏻♀️，以及(b)其對應的PC2時間序列◽️。在(b)中，藍色虛線表示在三個階段內的階段平均值：1981/82-1993/94📮、1994/95-2010/11和2011/12-2016/17。(c)和(d)分別與（a）和(b)相同，但為ERA5再分析資料的EOF2和對應的PC2時間序列，解釋方差為13.6%👎🏿。在(d)中👩🦽➡️，黑色虛線表示0🍓🧛🏼♀️，紅色虛線表示PC2時間序列的3年滑動平均值。
