Durante la temporada de invierno 2020/2021, se produjeron tres olas de frío a nivel nacional del 28 al 31 de diciembre de 2020, así como del 5 al 8 de enero y del 14 al 17 de enero de 2021. Estas olas de frío resultaron en un clima extremadamente frío en el norte y este de China. En este estudio, se analizaron las características comunes de estas olas de frío, se ilustraron los factores clave que contribuyen a las olas de frío y se evaluó el rendimiento del modelo numérico CMA-GEPS en la predicción del efecto de enfriamiento de las olas de frío, y se discutió su fuente de predictibilidad. Los resultados indicaron que las olas de frío fueron causadas por efectos sinérgicos en la circulación atmosférica de latitudes medias a altas tanto de la atmósfera superior como de la inferior, incluyendo la división del vórtice polar, el fortalecimiento del anticiclón de bloqueo y el aumento de la anomalía de circulación meridional en el área del anticiclón siberiano. Durante el tiempo de las olas de frío, la circulación atmosférica de latitudes medias a altas estaba experimentando un ajuste de baja frecuencia, con la oscilación ártica debilitándose continuamente, mientras que el anticiclón de bloqueo y el anticiclón siberiano aumentaban gradualmente a estados de intensidad históricamente alta. Los brotes de las tres olas de frío ocurrieron en los picos y puntos de declive del anticiclón de bloqueo y del anticiclón siberiano, respectivamente, actuando como factores de pronóstico a corto y medio plazo. El modelo CMA-GEPS demostró una alta capacidad de pronóstico para el enfriamiento de las olas de frío debido a su capacidad para predecir con precisión la evolución del anticiclón siberiano y del anticiclón de bloqueo antes y después de la ola de frío con un largo tiempo de anticipación. El análisis de predictibilidad sugirió que la fuerte variabilidad de los factores clave (como el anticiclón siberiano y el bloqueo) en los eventos de olas de frío puede beneficiar la predicción del modelo de eventos de olas de frío. Estos hallazgos contribuyen a la comprensión de los mecanismos físicos detrás de las olas de frío y al potencial para mejorar la predicción de eventos climáticos extremos de frío.