The profound impact of solar irradiance variations on the decadal variability of Earth’s climate has been investigated by previous studies. However, it remains a challenge to quantify the energetic particle precipitation (EPP) influence on the surface climate, which is an emerging research topic. The solar wind is a source of magnetospheric EPP, and the total energy input from the solar wind into Earth’s magnetosphere ( E in ) shows remarkable interdecadal and interannual variability. Based on the new E in index, this study reveals a significant interannual relationship between the annual mean E in and Eurasian cold extremes in the subsequent winter. Less frequent cold events are observed over Eurasia (primarily north of 50°N) following the higher-than-normal E in activity in the previous year, accompanied by more frequent cold events over northern Africa, and vice versa. This response pattern shows great resemblance to the first empirical orthogonal function of the variability of cold extremes over Eurasia, with a spatial correlation coefficient of 0.79. The pronounced intensification of the positive North Atlantic Oscillation events and poleward shift of the North Atlantic storm track associated with the anomalously higher E in favor the anomalous extreme atmospheric circulation events, and thus less frequent extreme cold temperatures over northern Eurasia on the interannual time scale. It is further hypothesized that the wave-mean flow interaction in the stratosphere and troposphere is favorable for the connection of E in signals to tropospheric circulation and climate in the following winter. 太阳活动是地球气候系统的基本能量源, 大量研究证实了太阳辐射强迫在年代际尺度上对气候的影响. 太阳变率主要影响气候的部分包括太阳光谱辐照度和高能粒子沉降(Energetic Particle Precipitation, 简称EPP). EPP的微粒主要来自太阳、大气磁层和外太空, 包括质子和电子等. EPP的不同成分对地表气候的影响是一个新兴的研究课题, 而主要的一个挑战是量化EPP对气候的影响. 来自太阳日冕洞的太阳风高速流是一种高能粒子, 以电子为主. 太阳风不能直接传到地表, 而是进入大气磁层, 并和磁层相互作用导致微粒的加速沉降. 但进入大气磁层的太阳风能量通量( E in )一直难以估算, 因此关于 E in 的气候效应的研究并不广泛. 直至近年来有利用三维磁流体动力模拟、行星际磁场和太阳风的条件推导出的能量耦合函数 E in . E in 不仅有年代际变率, 也具有年际变率. 基于此 E in 指数, 本文发现, 在年际尺度上, 年平均的 E in 与下一年冬季欧亚大陆的极端冷事件有显著的关联. 这也与以往主要关注太阳活动在年代际尺度上的气候效应的研究不同. 当进入大气磁层的太阳风能量通量偏高时, 下一年冬季欧亚大陆50°N以北的极端低温频次偏少, 对应的空间场类似欧亚大陆极端低温频次经验正交函数展开的主模态. 北大西洋涛动正位相和风暴轴的北移, 通过影响极端环流事件的发生频次, 有利于欧亚极端低温事件偏少. 对流层和平流层的波流相互作用则有利于 E in 的异常信号向对流层的传播.

中文翻译：

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太阳风-磁层能量与欧亚冬季寒冷事件的关系

先前的研究已经调查了太阳辐照度变化对地球气候年代际变化的深远影响。然而，量化高能粒子降水（EPP）对地表气候的影响仍然是一个挑战，这是一个新兴的研究课题。太阳风是磁层 EPP 的来源，从太阳风输入地球磁层的总能量（ E in ）表现出显着的年代际和年际变化。基于新的 E in 指数，本研究揭示了年平均 E in 与随后冬季的欧亚极端寒冷之间存在显着的年际关系。在前一年活动高于正常 E 值之后，在欧亚大陆（主要在 50°N 以北）观察到的寒冷事件较少，伴随着北非更频繁的寒冷事件，反之亦然。这种响应模式与欧亚大陆极端寒冷变化的第一个经验正交函数非常相似，空间相关系数为 0.79。正北大西洋涛动事件的显着增强和北大西洋风暴轨迹向极地移动与异常较高的 E 相关，有利于异常的极端大气环流事件，因此在年际时间尺度上欧亚大陆北部的极端寒冷温度较低。进一步假设平流层和对流层的波均流相互作用有利于信号中的E与接下来的冬季对流层环流和气候的联系。太阳活动是地球气候系统的基本能量源，大量研究实例了太阳辐射主要在一些规模上对气候的影响。太阳光变率主要影响气候的部分包括太阳辐射辐照度和高能粒子集落（Energetic Particle Precipitation，简称EPP）。EPP的微粒主要太阳、大气层和外太空，包括质子和电子等。EPP 的不同成分对地球气候的影响是一个新兴的，而主要的一个挑战研究是一个，EPP 对气候的影响。太阳太阳洞的太阳风高速流是一种高能粒子，以电子为主。太阳风不能传到直接地表，涡轮进入大气磁层，并和磁层导向颗粒的加速点。但进入大气层的太阳风能量一直在地球上，因此在地球的气候研究中并不广泛。瞬间有动力、三维动力模拟动态星球和太阳风的条件推导出能量的动态循环系统。E 在有年龄际变率，也有年际变率。基于此指数，本文发现，在年际尺度上，下一年冬季欧亚大陆的冷事件有显着的关联。这也与最近的主要太阳活动年龄在际尺度上的气候效应的研究不同。当进入大气层的风太阳像引力偏高时，下一年冬季欧亚大陆50°N以北降的低温频次偏少，对应的空间场场的风大陆欧低温频次亚运动函数展开的主模态。北轴波动正位相和风暴的北移，通过影响环流事件的发生频次，有欧亚低温事件偏少。对流层和平流层的波流的传播则有听听E在异常信号向对流层的传播。并和层磁化导致的加速点。但进入大气层的太阳风能量一直在地球上，因此在地球的气候研究中并不广泛。瞬间有动力、三维动力模拟动态星球和太阳风的条件推导出能量的动态循环系统。E 在有年龄际变率，也有年际变率。基于此指数，本文发现，在年际尺度上，下一年冬季欧亚大陆的冷事件有显着的关联。这也与最近的主要太阳活动年龄在际尺度上的气象效应的研究不同。当进入大气层的风太阳像引力偏高时，下一年冬季欧亚大陆50°N以北降的低温频次偏少，对应的空间场场的风大陆欧低温频次亚运动函数展开的主模态。北轴波动正位相和风暴的北移，通过影响环流事件的发生频次，有欧亚低温事件偏少。对流层和平流层的波流的传播则有听听E在异常信号向对流层的传播。并和层磁化导致的加速点。但进入大气层的太阳风能量一直在地球上，因此在地球的气候研究中并不广泛。瞬间有动力、三维动力模拟动态星球和太阳风的条件推导出能量的动态循环系统。E 在有年龄际变率，也有年际变率。基于此指数，本文发现，在年际尺度上，下一年冬季欧亚大陆的冷事件有显着的关联。这也与最近的主要太阳活动年龄在际尺度上的气象效应的研究不同。当进入大气层的风太阳像引力偏高时，下一年冬季欧亚大陆50°N以北降的低温频次偏少，对应的空间场场的风大陆欧低温频次亚运动函数展开的主模态。北轴波动正位相和风暴的北移，通过影响环流事件的发生频次，有欧亚低温事件偏少。对流层和流层的波流的传播则有异常信号向流层的传播。