极端寒潮是灾难性的天气事件，严重危害农业、交通和人类健康。2020年12月28日，国家气象中心发布了近五年来首次寒潮橙色预警，整个东部气温急剧下降，60个气象观测站的最低气温突破历史极值，发生了破纪录的寒潮（图1）。王会军院士、尹志聪教授和博士生张艺佳针对2020/21年破纪录寒潮的原因开展了深入研究，相关研究成果发表于国际顶级期刊Environmental Research Letters。
亮点：
1. “暖北极-冷欧亚”模态在2020/21冬季东亚破纪录寒潮中有很大贡献，其影响是单独的欧亚冷所不能比拟的。年际尺度上的关系也是如此。
2. “暖北极-冷欧亚”的次季节反转对前冬持续冷事件和后冬持续暖事件有显著的调控作用。
3. 寒潮路径中的地表温度反转对随后春季中国北方的超级沙尘暴起到决定性作用。
2020年12月下旬，中高纬地表气温呈现显著的暖北极-冷欧亚模态（WACS）的温度异常。1月3日，巴伦支海–喀拉海与西伯利亚的温度异常差值高达20°C，为2020/21冬季的峰值。随着经向温度梯度的减小，大气斜压性相应减弱。持续维持的乌拉尔山高压和贝加尔湖深槽有效地输送了强冷空气南下，入侵中国东部。四天后，中国东部经历了8℃以上的强烈降温，60个站点气温创新低。同年冬季的2月中下旬，中高纬呈现显著的“冷北极-暖欧亚”模态，与前冬相反的大气环流异常带来的暖平流，造成中国东部发生持续的破纪录的暖事件。WACS显著的次季节反转对前冬持续冷事件和后冬持续暖事件有显著的调控作用。
图1. 2020/21冬季中国东部逐日气温变化及距平
WACS指数与滞后四天的中国东部气温相关性最强（图2）。在1月的冷事件和2月的暖事件中，中国东部气温的最大响应均发生在WACS达到最强的第4天。在WACS模态下，中国东部气温显著下降并延伸至最南端，其对中国东部温度的调控显著强于单独北极暖或欧亚冷的影响。
在年际变化尺度上，中国东部的冬季平均地表气温同样对WACS有显著的降温响应。当北极和欧亚同一方向变化时，对冬季平均气温没有显著影响。中高纬温度差异在年际尺度上也是影响冬季中国东部温度变化更有效的信号，并且在CMIP6模式中得到了验证。
图2. 暖北极-冷欧亚与中国东部温度（黑），北极温度与中国东部温度（红），以及北极温度与欧亚温度（绿）的超前滞后相关系数
文章信息：
Zhang, Y. J., Yin, Z. C., Wang, H. J., He S. P., 2021. 2020/21 Record-breaking Cold Waves in East of China Enhanced by the 'Warm Arctic-Cold Siberia' Pattern, Environmental Research Letters, 16. 094040. DOI:10.1088/1748-9326/ac1f46
