平流层爆发性增温（SSW）事件能够显著扰动平流层极涡，其产生的环状模态位势高度异常可下传至对流层甚至地表，从而影响不同区域的天气和气候。2019年9月，南半球发生了一次罕见的弱SSW事件，这是观测记录以来南半球的第二次此类事件。已有研究指出，该事件与澳大利亚的极端高温、干旱及随后的野火密切关联，因而备受关注。

为进一步评估现有次季节模式对2019年澳大利亚高温干旱的预报效果，并量化平流层异常对地面预报的贡献，大气科学学院中层大气科学团队饶建教授及其在读研究生冯柯翔基于平流层强迫技术及地面可预报性（SNAPSI）协议，分析了纬向对称和非对称平流层异常对地面预报的影响。研究表明，纬向对称的平流层强迫对地表温度预报的改善主要局限于中高纬地区，对澳大利亚东岸高温的贡献较小（图1）。当引入纬向非对称分量后，中纬度地区，尤其是澳大利亚中部和东岸，出现了显著的高温异常。

图1. SSW后期地面2m气温异常

(a) ERA5, (b) nudged (仅纬向对称强迫) 与control试验差异的多模式集合平均 (c) nudged-full (含纬向非对称强迫) 与control试验差异的多模式集合平均。

借助SNAPSI实验中丰富的集合成员（单个模式超过50个），研究进一步揭示：平流层强迫技术对SSW后期澳大利亚东岸降水预报的改进，源于模型更准确地捕捉了极涡中心的西偏位置（图2）。这一结果也揭示了澳大利亚降水与平流层极涡中心位置之间的密切联系。针对备受关注的2019年澳大利亚野火天气，研究发现正的可归因风险比率（FAR）表明平流层强迫技术能够显著提升野火天气风险的预估能力，其贡献率在澳大利亚东岸可高达50%（图3）。

图2. 基于极涡偏移位置合成的SSW后期南半球降水异常

自上而下每一行代表control, free, nudged试验；从左往右每一列代表西偏合成，东偏合成以及二者差异。N为样本数量，黄色框代表澳大利亚东岸地区，其降水异常的区域平均用“EA pr anom”标注。

图3. SNAPSI模式野火天气指数的可归因风险比率(FAR)

文章已在《npj Climate and Atmospheric Science》期刊发表：

Feng, K., J. Rao*, C. I. Garfinkel, A. H. Butler, W. Jie, T. Wu, P. Hitchcock, E.-P. Lim, A. J. Dowdy, and W. Seviour, 2025: Can stratospheric nudging improve surface predictability? Insights from the 2019 Southern Hemisphere sudden stratospheric warming. npj Climate Atmos. Sci., https://doi.org/10.1038/s41612-025-01234-2.