2018-2019年冬季江南地区出现连续40余天的阴雨天气，持续的阴雨天气不仅影响着地表辐射收支平衡、地表日照时间和温度日变化幅度，而且对人的情绪、心理健康等产生影响。因此，研究影响我国晴空日数变化的物理系统及其形成机理，对于进一步认识影响我国天气变化的物理机制具有重要科学与社会意义。
研究利用1979-2013年的站点数据，分析中国冬季晴空日数（CSDs）的时空分布特征。研究发现中国晴空日数的变化有两个相互独立的主模态，能够分别解释41%和10%的CSDs的年际变化。基于观测和数值模拟实验，发现第一主模态与东亚大尺度气旋或反气旋异常活动密切相关。这种大尺度环流异常是由印度洋海温和北极海冰的异常激发中高纬罗斯贝波列而产生的。其中，印度洋海温异常增暖可导致波活动能量上传至平流层，北传到极地地区后，能量再下传到对流层到达东亚地区。同时，北极海冰的减少可以直接在极地地区激发罗斯贝波列，向东南方向传递到东亚地区。这两种因子共同作用下在中国大部形成一个准正压的气旋/反气旋，从而在冬季形成大范围的异常天气。第二个主模态对应的是中国南北反位相的跷跷板分布形势，这一模态对应着经向耦极子环流异常，与“Mega-ENSO”太平洋海温异常引起赤道西太平洋对流加热异常，进而形成经向耦极子环流异常，在中国形成南北反位相的冬季CSDs频率变化。
图1. 影响中国冬季晴空日数的第一模态（a）和第二模态（b）的形成机制示意图。红（蓝）填色标志正（负）海表温读异常，字母A（C）表示反气旋（气旋），蓝（黄）色箭头表示对流层(平流层)中波活动通量的方向，热带对流用云雨标志表征。
文章已在《Climate Dynamics》期刊上发表：Yan, H., Pan, X., Zhu, Z. et al. The two leading modes of winter clear-sky days over China and their formation mechanisms. Clim Dyn 56, 189–205 (2021).https://doi.org/10.1007/s00382-020-05470-5
