亚洲季风的变率受到热带对流、海洋强迫与热带外大气环流相互作用的共同调控。我们研究这些过程如何在从数周到数十年的不同时间尺度上影响季风爆发、降水以及冬季环流。早期研究揭示了10–20天和30–60天季节内振荡如何协同作用，通过削弱西太平洋副热带高压、建立低层西风，进而触发南海夏季风爆发。

在此基础上，我们进一步研究了ENSO和印度洋海温异常如何改变季风爆发时间，以及太平洋年代际振荡如何调制ENSO对华南初夏降水的影响。这些研究将区域季风行为与不断演变的印太海洋—大气背景态联系起来，并揭示了为何用于气候预测的统计关系会随年代际变化而发生改变。

针对东亚冬季风，我们的研究建立了乌拉尔—西伯利亚阻塞、高纬冷空气向下游输送，以及北极涛动和ENSO共同作用之间的联系。我们还揭示了ENSO与东亚冬季风关系的年代际变化，挑战了热带强迫对东亚气候影响具有稳定性的传统认识。总体而言，这些研究表明，亚洲季风系统同时受到遥远强迫与大气内部动力过程的共同塑造。我们的目标是区分二者的相对贡献，并进一步识别这些过程在何时、何地以及为何能够提供具有实际价值的预测信息。

极端天气并非单纯的局地现象。我们研究导致热浪、洪水、干旱、寒潮和热带气旋等极端事件的环流型及跨尺度相互作用。早期研究解释了持续性阻塞、高强度水汽输送和温度逆温在2008年中国南方低温雨雪冰冻灾害中的共同作用，并揭示了夏季极端高温与高空急流变化、西太平洋副热带高压以及环全球遥相关之间的联系。

在此基础上，我们进一步发现，巴基斯坦地区的对流加热能够沿对流层上层西风急流激发Rossby波，从而有利于下游东亚热浪的发生。该动力过程建立了相距遥远的洪水与高温极端事件之间的联系。我们还识别出平流层准两年振荡可以作为东亚夏季旱涝格局的前兆信号，揭示了传统海洋指标之外新的季节预测来源。

我们的热带气旋研究重点关注季节内振荡如何调制热带气旋的生成与强度，以及全球变暖如何改变热带气旋群发的地理集中区域。通过结合观测资料、动力学试验和高分辨率数值模拟，我们研究高影响天气气候事件发生、持续及空间组织的关键机制。我们的目标不只是诊断单个灾害事件，而是进一步预判那些能够连接并放大多种灾害风险的关键环流条件。相关研究中识别出的重要机制和预测因子，也已应用于中国国家气候中心的业务气候预测实践。

极地气候变化将海冰演变、海洋状态与大尺度大气环流紧密联系在一起。我们研究这些联系在季节变化到长期气候变化等不同时间尺度上的表现，重点关注其中可预报性的物理来源及其不确定性。我们的研究综合利用观测资料、气候模式模拟和动力学分析，以理解大气—海洋—海冰相互作用如何塑造快速变化中的极地环境。

近期，我们利用观测约束和气候模拟，评估北极何时可能进入经常性无冰状态。在季节尺度上，我们研究Laptev海和东西伯利亚海春季海冰融化的动力和热力控制机制，包括大气环流、热量与水汽输送、冰间湖活动以及地表能量交换等过程。这些研究将海冰消退的物理机制与夏季海冰状况的可预测性联系起来。其中，海冰融化提前这一框架，为北极海冰季节演变提供了具有明确物理基础的潜在预测因子。

除上述过程研究外，我们还在建设“极地冰雪与气候变化科教融合观测平台”，并围绕FuXi 2.1人工智能天气模型开发极地天气预报与可视化平台。该平台整合多源气象资料与站点观测，在原生0.25°网格上提供6小时间隔、最长10天的天气预报。目前，平台已服务于中国5个南极科学考察站，提供交互式地图、站点预报分析以及AI辅助天气报告等功能。下一步，我们计划针对极地应用对FuXi 2.1进行微调，并进一步开发面向北极和南极极端天气与环境事件的智能预测平台。