基于国际PMIP 古气候模式比较计划与CMIP 耦合模式比较计划的最新模拟结果，北京大学物理学院大气与海洋科学系胡永云教授课题组与伦敦大学学院和南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）合作研究，系统解析了北大西洋涛动（NAO）在不同地质历史时期与理想气候情景下的演变规律，明确了其对不同外强迫因子的敏感性差异，为理解中纬度气候变率、改进气候模式预估提供了关键科学依据。相关成果以“古气候模拟比较计划中的北大西洋涛动”（North Atlantic Oscillation (NAO) in the Paleoclimate Modelling Intercomparison Project (PMIP)）为题，于2026年3月30日在古气候学领域期刊《Climate of the Past》在线发表。
NAO是北半球冬季大气环流变率的主导模态，控制北大西洋区域风暴路径、西风强度与水汽输送，深刻影响欧洲、北美东部乃至欧亚大陆大范围区域的冬季气温、降水与极端天气事件。研究结果显示，NAO 的强度与空间结构对轨道参数变化不敏感（图1、图2）。在以轨道强迫为主的中全新世和末次间冰期，NAO 的振幅及空间形态均与工业前控制试验（piControl）无显著差异，模式间信号一致性低，表明地球轨道参数改变所引发的季节与纬度间太阳辐射再分配，难以对 NAO 产生持续、稳健的调控作用。
图 1 各试验中北大西洋涛动（NAO）的冬季海平面气压空间型（左列填色）及模式间离散度（右列填色）
图 2 多模式集合的北大西洋涛动（NAO）振幅在不同试验中的统计分布与对比
与之形成鲜明对比的是，NAO 对温室气体浓度变化与大型冰盖强迫高度敏感。在lgm试验中，全球大幅降温、北半球冰盖大规模扩张，NAO 强度显著减弱，环流中心向南偏移，导致北欧地区气候更寒冷、干燥；而在 abrupt4xCO2试验中，NAO 强度明显增强，环流中心略向北移，使得北欧地区冬季更温暖、湿润。这一结论清晰地证实，全球冷暖变化是调控 NAO 强度的核心因子，降温减弱 NAO，增暖增强 NAO。
研究还进一步揭示了 NAO 相关气候遥相关的变化规律。NAO 与温度和降水的关联性随其振幅强弱同步改变，符合大气动力学理论预期。同时，在所有模拟试验中，未发现 NAO 与 太平洋厄尔尼诺 - 南方涛动（ENSO）之间存在稳定、显著的遥相关关系，表明 NAO 的演变主要受北大西洋区域内部动力过程与局地强迫驱动，而非受ENSO的远程调控。
本研究区分了轨道强迫与温室气体、冰盖强迫的不同作用，为评估气候模式对中纬度大气变率的模拟能力提供了全新标准，也为未来全球增暖背景下 NAO 的变化趋势预估提供了古气候类比约束，对提升欧洲及东亚冬季气候异常预测能力具有重要应用价值。
论文第一作者为北京大学物理学院大气与海洋科学系赵安妮，通讯作者为胡永云教授，合作者包括伦敦大学学院Chris Brierley教授和毕业生Venni Arra-Kastrati，南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）时晓旭副研究员。研究得到国家自然科学基金（42488201；42505050）、南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）（项目编号：SML2023SP204）、广东省基础与应用基础研究基金（项目编号：2025A1515012165）以及海洋负排放（ONCE）计划的资助。
原文链接：https://doi.org/10.5194/cp-22-689-2026
