近年来，全球极端天气气候事件频发，从欧洲破纪录热浪、巴基斯坦特大洪灾，到我国长江流域持续高温干旱，这些看似孤立的事件背后，往往与高空西风急流的异常密切相关。

近日，浙江大学海洋学院胡春迪研究员课题组在Nature Communications上发文报道：欧亚高空西风急流的上下游一致性（UDZC）出现破纪录增强，这一变化正在重塑北半球夏季的环流格局，并可能导致更广泛、更同步的极端天气气候事件，如热浪和干旱。

以往研究多关注急流的强度变化或南北摆动。然而，欧亚急流横跨约120个经度，其上下游急流强度变化是否步调一致，即本研究提出的上下游一致性（UDZC），却长期被忽视。

论文提要

• 过去20余年，欧亚急流UDZC协方差从不足10%跃升至超过60%，为近200年独一无二的现象。

• 急流的主导变率模式从“经向位移”转变为“上下游强度一致变化”，引发欧亚大陆上经向三极型热浪分布，环流调整波及整个欧亚大陆。

• 创新提出了欧亚急流的UDZC增强与一种新型的波数为6的环北半球罗斯贝波——命名为“环球丝绸之路遥相关（CGSR）”——紧密相关，该遥相关的提出将北大西洋、欧洲、亚洲与北美的气候异常串联了起来。

• 气候模式预估显示，随着中纬度持续增暖，欧亚急流UDZC将进一步增强，或加剧北半球气候极端事件的同步风险。

主要发现：从百年尺度看UDZC的破纪录增强

研究利用多套再分析资料，追溯了过去200年（1806–2022年）欧亚急流UDZC的演变（图1）。结果显示：

• 在过去200年的绝大部分时间里，急流上下游的协同性很弱，几乎相互独立。

• 自20世纪70年代末以来，UDZC急剧增强。以1999年为界，前后两段时期上下游指数的相关性从接近于0飙升至0.79。这一变化在2022年达到历史极值，与当年北半球破纪录的极端高温事件对应。

• 急流变率的主导模态发生了根本性转变。此前，欧亚急流以“经向偏移”为主；而近20余年，上下游同步的“强度协同变化”模态成为主导，即全欧亚大陆上空副热带急流同步增强、极锋急流同步减弱。

图1 欧亚急流UDZC前所未有的增强。a. 欧亚急流气候态及标准差，蓝线和红线对应气候态下欧亚急流西段（WJA）和东段（EJA）的急流轴。b. 两个急流轴强度指数。c. 1806–2022多套再分析资料反映的UDZC演变

重要影响：重塑欧亚乃至北半球极端天气格局

这种协同性的增强，正在深刻改变欧亚大陆的热浪和干旱分布：

• 在UDZC增强期，热浪与干旱呈现显著的“三极型”空间结构，即当欧亚急流一致增强时，高纬度和低纬度地区更热、更干，而中纬度地区相对凉爽湿润，这种模式在东亚地区尤为明显。

• 协同增强的急流强化了副热带高压系统（如青藏高压和西太副高），抑制了对流活动，并引导水汽向北输送，从而在关键区域形成“热穹顶”，加剧复合型干热极端事件（图2）。

• 更关键的是，增强的UDZC激发出一支波数为6的“环球丝绸之路遥相关”波列（CGSR；图3）。该波列起源于北大西洋东部，沿急流传播，将西欧、东亚和北美西部串联起来，导致这些地区同步出现热浪和干旱。这意味着，欧亚急流的变化已不仅是区域性问题，而是能够引发北半球尺度的气候连锁反应。

图2 UDZC增强前后欧亚急流对大气环流的变化。a. P1时段ESWJ指数对应的青藏高压（蓝色）和西太平洋副高（红色）的变化，以及急流轴以北局地波活动（LWA）的变化。b. P1时段ESWJ指数对应的水汽通量（箭头）和热带气旋路径密度的变化。c–d. 同a–b，但为P2时段的结果。

图3 环流丝绸之路遥相关及其气候影响。a. P2时段ESWJ指数对应的H200（填色）和V200异常（等值线），紫色箭头为T-N 波活动通量。b. ESWJ指数回归的西欧净有效温度（NET）热浪（填色）和SPEI（等值线）异常。c. 同b，但为北美区域。

机理分析：大西洋海温的强迫作用

采用最大协方差分析，揭示了年际变率尺度上东北大西洋海温（2–8月）持续暖异常与夏季欧亚急流UDZC的耦合关系（图4）。

图4 跨季节MCA分析表明，前期春季至夏季的东北大西洋海温持续增暖与欧亚急流UDZC增强在年际尺度上密切耦合。

未来预估：增暖背景下UDZC或将持续增强

研究团队进一步评估了CMIP6和CESM2大型集合模拟数据。尽管当前多数气候模式难以完全再现观测到的UDZC激增过程，但通过筛选与观测趋势一致的模式发现：

• 未来UDZC的增强幅度与北半球中纬度陆地和海洋的增暖幅度高度相关。增暖越强，UDZC增强越显著。

• 基于部分高信度模式的预估，未来半个世纪内，欧亚急流上下游协同性将持续增强，意味着北半球跨区域的同步极端天气事件可能更加频繁、更具破坏性。

该论文第一作者为浙江大学海洋学院博士后林立飞，合作者还包括中国科学院院士陈大可，浙江大学吴仁广教授，自然资源部第二海洋研究所连涛研究员，成都信息工程大学陈权亮教授，浙江大学海洋学院吴泽铭博士，中山大学杨崧教授。该研究的顺利完成得到了广东省基础与应用基础研究重大项目、浙江大学海洋学院“种子基金”优秀青年教师培育项目等基金的资助。