近年来，全球气候变暖导致北极地区的增温速率显著高于全球平均水平，特别是在巴伦支海–喀拉海（Barents–Kara Sea, BKS）地区，夏季海冰的加速消融已成为气候系统变化中最突出的特征之一。与此同时，东亚地区的长江流域作为我国最重要的水资源和经济活动密集区，其夏季降水的异常变化直接影响到粮食安全、水库调度、防洪抗旱等多个领域。大量研究指出，北极气候异常可能通过遥相关波列、大气热力结构变化等途径对中纬度天气气候产生深远影响。然而，北极与东亚地区，尤其是长江流域之间是否存在稳健的遥相关关系，仍存在较大争议。一方面，部分研究强调北极变化对东亚降水等关键气候要素具有显著调控效应，另一方面也有观点认为，北极海冰的减少对长江流域和华南地区的夏季平均降水量影响不大，其主要影响是东亚的中纬度和高纬度地区。因此，探索北极气候异常对东亚初夏降水的远程调控机制，不仅具有重要的科学意义，也为气候预测与风险防控提供了潜在的前兆信息。

我系张人禾院士团队近期在国际知名期刊《The Cryosphere》上发表了一项最新研究成果，题为“Sea ice reduction in the Barents–Kara Sea enhances June precipitation in the Yangtze River basin”。研究基于1982–2021年多源观测数据与数值模拟实验，系统揭示了BKS夏季海冰减少与长江流域6月降水增强之间的物理联系及其动力学机制。明确指出BKS区域海冰-海表面温度（SST）异常对东亚夏季降水的调控作用，为北极-中纬度气候遥相关机制提供了新的证据。

研究发现，BKS海冰减少导致局地升温，从而触发正压罗斯贝波列扰动。该波列从高纬度的BKS向东南方向传播至西北太平洋，形成“正–负–正”结构的准定常波列（图1）。具体而言，在BKS和西北太平洋上空形成高压脊，而在贝加尔湖上空形成低压槽。这一异常波列结构显著增强了西北太平洋副热带高压和东亚上空的高层西风急流，进而增强了向中国东部的水汽输送与对流活动（图2），促使长江流域 6 月降水显著增加（图3）。

本研究首次系统揭示了BKS区域海冰和SST变化对长江流域6月降水的直接调控作用，挑战了传统上仅关注热带强迫（如ENSO）对东亚降水影响的认知。研究强调，随着北极持续变暖，BKS海冰消融可能进一步加剧东亚降水的年际变率，这对极端天气预警和水资源管理至关重要。相关研究于2025年3月发表在《The Cryosphere》。该研究获得国家自然科学基金卓越研究群体项目（42288101）和国家重点研发计划青年科学家项目（2023YFF0806700）多项科研资助的大力支持。

论文信息：

Xie, T., Zhou, Z.-Q.^*, Zhang, R., Wu, B., and Zhang, P.: Sea ice reduction in the Barents–Kara Sea enhances June precipitation in the Yangtze River basin, The Cryosphere, 19, 1303–1312, https://doi.org/10.5194/tc-19-1303-2025, 2025.

图1. BKS海冰减少/SST升高相关的（a）200hPa位势高度场和波活动通量（WAF）及（b）波动传播的垂直-经向剖面

图2. BKS海冰减少/SST升高引起的热力和水汽输送响应：（a）500hPa 上升运动与水汽通量异常，（b）500hPa 水平温度平流与风场异常分布

图3. BKS海冰减少/SST升高引起的长江流域降水增加及850hPa风场异常