每年春季，平流层极涡都会彻底崩溃，绕极环流由西风转为东风。该过程常常伴随着与平流层冬季极区相类似的突然性剧烈增温过程，因此，又被称为平流层最后增温事件(stratospheric final warming, SFW)，该事件的发生标志着平流层环流由冬季环流型转换为夏季环流型。SFW的爆发日期具有显著的年际变化，该事件的爆发对对流层天气气候具有显著影响。

最近，我院胡景高副教授及硕士研究生谢金材利用ERA5再分析资料和CMIP6模式历史模拟试验数据，研究了SFW的爆发对北半球4-5月地表气温（SAT）的影响。研究发现在观测中，SFW的影响主要集中在欧亚大陆和格陵兰岛地区，对北美地区的影响并不明显。偏早的SFW事件发生在3月中下旬，其导致4–5月北极、北大西洋和欧亚大陆腹地的SAT变冷，黑海—东欧地区的SAT变暖；而偏晚的SFW发生在5月初，其导致的SAT异常与SFW偏早时几乎相反。此外，SFW对北大西洋—欧亚大陆地区SAT的影响在SFW偏早年4月更为显著，在SFW偏晚年时，则在5月更为显著。研究发现SFW主要通过其引起的对流层高层准正压波列来影响北大西洋和欧亚大陆地区的SAT，该波列从格陵兰岛处开始，横跨欧亚大陆中高纬，其异常高压和低压中心分别对应地面暖异常和冷异常中心。该波列与4月份200 hPa的北半球环状模紧密相连，表明其在SFW和SAT异常之间起着重要作用。CMIP6模式已经可以较好地再现北半球SFW偏早和偏晚事件的爆发过程，但总体而言还无法模拟其对春季SAT的影响。模式间的比较表明，能较好地模拟出欧亚大陆上空对流层高层波列的模式也能较好地模拟出SFW对地表的影响。

该研究揭示了SFW对春季SAT的影响，为春季欧亚地面气温的季节预测提供了潜在的思路和方法。

论文信息：

Hu Jinggao, Xie Jincai, Deng Jiechun, Yang Shuangyan, Ren Rongcai. 2024. The impact of boreal spring stratospheric final warming on surface air temperature over Northern Hemisphere in ERA5 and CMIP6 models. Clim Dyn. https://doi.org/10.1007/s00382-023-07060-7

图：SFW爆发偏早时4月平流层、对流层高层、和地表温度响应