目前多数模式在再现平流层极端事件对天气气候影响方面，仍存在不足。爆发性增温（SSW）为平流层环流突变现象。SSW发生时，短时间内平流层中高纬度的温度、风速风向和极涡都会发生剧烈变化，此后数周对流层和近地面大气状态也会发生调整变化。因此，研究SSW事件的特征和影响对进一步改进业务预报水平具有重大现实意义。模式对SSW频率（图1）和近地表影响的模拟性能在不同研究中仍然存在争议，前人的研究也未考虑排放情景的不确定性和多样性。

我院中层大气研究团队硕士研究生梁卓琦、饶建教授和郭栋副教授等人使用CESM2-WACCM模式下的七组试验数据（piControl, AMIP, historical, 1pctCO2, abrupt-4xCO2, SSP245和SSP585）和多种再分析资料对SSW模拟和预估做了详细分析与论证。结果指出，在未来情景预估试验中（1pctCO2, abrupt-4xCO2, SSP245 和 SSP585），虽然CO2排放增多的形式不同，但近地表对SSW响应的变化相似。所有未来情景中，偏心型SSW短滞后的平流层环状模信号向下传播会增强（图2）；而在偏心型SSW长滞后以及分裂型SSW的长、短滞后向下耦合强度变化不大。分裂型SSW期间的二波活动在未来会减弱，减弱机制目前仍然不清楚，亟待进一步研究。偏移型SSW发生后，欧亚大陆北部的冷异常可能会进一步向赤道方向扩展；随着极涡的分裂，北美上空的冷异常在未来可能增强。这些结果表明，随着全球增暖，未来平流层极端事件对近地面的影响在某些区域会逐渐增强。

图1 再分析资料和CESM2-WACCM实验中SSW事件、偏心型SSW事件和分裂型SSW事件的频率直方图（单位：次数/年）。

图2 偏心型SSW爆发期间平流层—对流层耦合强度演变，阴影为极区平均的标准化位势高度异常合成场随时间演变，打点区域通过95%信度检验。（a–h）再分析资料和各组试验合成；（i–l）平流层—对流层耦合强度变化（两组试验之差）。

该成果目前已在《Climate Dynamics》杂志在线发表。

Liang, Z., J. Rao*, D. Guo, and Q. Lu., 2022: Simulation and projection of the sudden stratospheric warming events in different scenarios by CESM2-WACCM. Climate Dynamics, in press, doi: 10.1007/s00382-022-06293-2.