虽然赤道平流层准两年振荡（QBO）主要发生在低纬地区，但它对广泛区域的平流层和对流层大气环流都具有显著影响。早期研究发现，热带低平流层的QBO振幅呈长期减弱趋势，在70hPa上尤为明显；但在更大范围的平流层中的变化趋势尚无确切定论。此外，针对热带海温与QBO联系的研究较少，尤其是对热带海温与QBO振幅间的联系还不清楚。

大气科学学院中层大气科学团队在读硕士研究生朱欣宇和饶建教授对探空观测资料与ERA5再分析资料作了调研工作，对热带海温的同步增暖与QBO振幅变化间可能存在的联系及其机制进行分析。研究结果表明，QBO振幅在低平流层存在减弱趋势，在中上平流层存在增强趋势，QBO存在向上发展的态势。QBO振幅的中心位于30-20 hPa气压层之间，在20 hPa增强速率最快，在70 hPa减弱最快。QBO振幅时间序列除了表现出明显的长期趋势，QBO振幅还存在一定的年代际周期变化特征。70-10 hPa的QBO振幅在8-16年上均表现出连续且显著的周期特征。热带海温表现出同步的变暖趋势，其中热带印度洋（TIO）的变暖趋势最大，达到0.01℃/a。热带印度洋（TIO）、热带大西洋（TAO）、热带东太平洋（ETPO）和热带西太平洋（WTPO）在多个时间尺度上均存在周期信号，在2-6年和8-16年的时间尺度上存在连续的显著频谱，与QBO振幅存在周期耦合。

图1. 基于QBO观测资料（a）和ERA5再分析资料（b）得到的70-10 hPa的QBO振幅（单位：米/秒）的高度-时间演变图。

QBO振幅与热带海温相关性有所不同，WTPO、TIO和TAO的海温与20 hPa的QBO振幅的相关性均大于ETPO。在大多数超前和滞后月份（-96至12个月），WTPO与QBO振幅的相关性与TIO和TAO的相关性相当，均呈正相关。在较长的超前-滞后时期范围（-96到48个月）内，热带海温与70 hPa的QBO振幅之间的相关性与WTPO、TIO和TAO的相关性相当。在这四个海域，热带海温与70 hPa的QBO振幅呈负相关。WTPO海温与QBO振幅超前滞后相关性最强，而ETPO海温与QBO振幅的超前滞后相关性最弱。交叉小波分析结果证明，热带海温对QBO振幅的调制在10-16年的年代际尺度上更为显著。热带印度洋海温（TIO）与热带西太平洋海温（WTPO）与QBO振幅的相关性更高。

图2. 20 hPa和70 hPa的QBO振幅与TIO（红，蓝），TAO（橙，紫），ETPO（绿，浅蓝）和WTPO（黄，灰）的超前-滞后相关系数。负的超前-滞后月份表示SST领先于QBO振幅，正的超前-滞后月份表示SST滞后于QBO的振幅。虚线加粗部分表示通过95%置信度的相关性。

垂直上升运动的增强引起的热带深对流加强，是联系热带海温增暖与QBO振幅变化的主要机制。在平流层中上层，暖池大部分区域上空的上升流呈增强趋势，最大中心位于热带西太平洋上空。热带海洋上空增强的上升运动有利于B-D环流的增强，从而导致动量通量从平流层低层向中层的垂直输送加强，QBO振幅增强。在低平流层，剩余环流的加强，赤道上升流增强，对流产生的重力波强迫被抵消，从而导致低平流层的QBO振幅持续减弱。热带海温对 QBO 振幅具有跨年代调节作用，热带海温的同步增暖可以解释QBO振幅的变化。

文章已在《Atmospheric Research》期刊发表：

Zhu, X., Rao, J., 2025. Possible coherency of synchronous warming of tropical oceans and the QBO amplitude variation. Atmospheric Research, 325: 108241, https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2025.108241.