近日，数理学院崔红艳副教授科研团队在大气环流空间结构研究方面取得重要进展。研究团队围绕北半球冬季西风急流（Westerly Jet Stream, WJS）的长期变化特征及其气候影响开展系统研究，揭示了西风急流强度、位置及垂直结构的三维演变规律，为深入认识气候变化背景下中高纬大气环流调整机制提供了新的科学依据。相关研究成果以《Three-dimensional variability of the winter westerly jet stream in theNorthern Hemisphere》为题，发表于中科院一区TOP期刊《Advances in Climate Change Research》，得到广泛关注。
近年来，全球变暖加剧，中高纬温度梯度发生变化，西风急流的强度、位置出现了不稳定性波动，并导致中纬度大陆地区寒潮、热浪和降水等极端天气事件的频繁发生。然而，目前西风急流的三维结构演变及垂直耦合机制仍缺乏系统认识。针对这一科学问题，研究团队构建了西风急流三维空间结构体系，从急流强度、主轴位置、主轴稳定性以及垂直结构等方面，系统研究了西风急流历史演变特征及未来百年不同排放情景下的变化趋势。
研究得出北半球冬季WJS呈现显著增强的趋势，最大风速的增长速度高于平均风速；西风急流主轴（Main axis of westerly jet stream,MAWJS）呈现向极地与东移的三维变异特征：对流层上层向东移，而低层则向西移；急流稳定性在下降，北大西洋至北非区域作为“急流薄弱环节”，通常伴随更强的纬向振荡；急流强度变化与主轴位置移动也密切相关。当主轴南北摆动时，急流强度同步发生变化：北移时风速增强，南移时风速减弱。急流纬向位置作为调控区域气候变化的重要因子，MAWJS南移通常对应区域性降温现象，最高降温幅度可达0.36℃/年。文章揭示了西风急流三维结构变异特征及与区域气候的紧密联系，为理解中纬度环流变化及气候响应提供新的科学依据。
图1 北半球冬季西风急流变化特征
未来百年西风急流仍将持续增强，且增强幅度随着温室气体排放水平升高而增加。在SSP5–8.5高排放情景下，200 hPa平均风速和最大风速均呈持续增强趋势，同时急流主轴继续向北移动，表明未来气候变化可能进一步影响北半球大尺度环流结构。
图2 北半球冬季西风垂直结构变化
该研究从西风急流三维空间结构角度系统刻画了西风急流历史及未来的长期演变过程，提出了“急流强度—主轴位置—垂直结构”相互关联的综合分析框架，为理解全球变暖背景下大气环流调整机制以及提升未来极端天气预测预报能力提供了新的理论依据。
论文第一作者为金沙集团1862cc数理学院硕士研究生孙晓慧，通讯作者为崔红艳副教授和乔方利研究员。研究得到国家重点研发计划（2022YFE0140500、2022YFA1004403）以及自然资源部南黄海地球多圈层观测与研究站相关项目支持。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.accre.2026.06.010
