在全球变暖背景下，欧亚中高纬地区冬季气温波动加剧，冷暖异常频繁交替发生，导致极端气温事件时有出现，给能源调度、交通运行及农业生产等带来显著挑战。近期，王会军院士研究团队围绕冬季极端低温事件的时空演变规律，开展了“中国东北地区极端低温频率的次季节反转”研究，并取得重要进展。首次系统识别出中国东北地区存在显著的季节内极端低温频率反转现象：即近43个冬季中，有18年（约占42%）存在前冬（12月初至1月中旬）与后冬（1月中旬至2月底）极端低温频次的显著反转，表现为极端低温频率在“前冬多—后冬少”或“前冬少—后冬多”。
研究指出，北大西洋涛动、类斯堪的纳维亚型遥相关以及平流层极涡强度的次季节变化是触发反转的关键环流因子。进一步分析发现，前期北大西洋海温、西伯利亚积雪及印度洋—巴伦支海等异常可通过激发大气遥相关波列，调控平流层极涡强度，显著影响极端低温频率的反转过程（图1）。基于上述物理机制，团队建立了统计预测模型，可提前一个月对东北地区前后冬极端低温频率进行预测。在18个反转年份中成功预测15年，准确率达83%，展现出良好的预报能力（图2）。该研究成果得到国家重点研发计划（2022YFF0801604）的支持，已发表在《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》期刊。
图1. 不同外强迫因子对中国东北地区前冬（a）和后冬（b）极端低温日数（ECDs）的影响示意图
图2. 1980–2022年ECD指数（ECDI）的标准化时间序列。黑线、蓝线和红线分别表示观测到的ECDI（1980–2022年）、拟合的ECDI（1980–2002年）和独立预测的ECDI（2003–2022年），分别对应前冬（a）和后冬（b）。在（a）和（b）中，实心（空心）圆点表示正确（错误）拟合/预测的“由多转少”（ECD+−）和“由少转多”（ECD−+）年份。阴影区域表示95%置信区间。95%置信水平下的统计显著性由两个星号（**）表示
论文信息：
Huang, Z., Huang, Y., Yin, Z., & Wang, H. (2025). Subseasonal reversal of extreme cold temperature frequencies in Northeast China: Possible mechanism and prediction. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 130, e2024JD042556. https://doi.org/10.1029/2024JD042556.