近日，我校中高层大气环境研究团队博士研究生陆倩（已入职唐山学院）、饶建教授、施春华教授与希伯来大学Garfinkel教授合作，探讨了QBO对平流层水汽影响的季节性差异，QBO对热带对流层顶附近水汽的影响在滞后六个月时最为显著。他们的研究成果Seasonality of the Quasi-biennial Oscillation signal in water vapor in the tropical stratosphere发表于大气科学类top期刊《Atmospheric Chemistry and Physics》。

研究发现，QBO对平流层水汽的影响存在明显的季节性差异，且QBO对热带100 hPa水汽的影响在滞后六个月时最为显著。在北半球夏季，热带地区不同QBO相位下100 hPa水汽的峰值振幅在滞后六个月时约为0.12 ppm，而冬季则约为0.2 ppm。

图1 30hPa QBO与水汽的超前滞后关系

本研究进一步揭示了QBO影响平流层水汽分布季节差异的成因，热带对流层顶冷点温度导致的平流层低层脱水效应在北半球冬季比夏季更为有效。QBO相关次级环流的强度在北半球冬季强于夏季，这不仅影响热带地区的冷点对流层顶温度，还驱动了平流层水汽的输送变化。通过QBO相关的次级环流的平均垂直输送项是控制热带平流层低层水汽分布的主导因子。

图2 夏季和冬季不同QBO位相下剩余环流变化

在18个能够模拟出QBO的CMIP6高顶模式中，有11个模式可以模拟出水汽QBO从下向上的传播，但是几乎所有模式模拟的水汽QBO信号都偏弱。这些CMIP6模式能够模拟出QBO对下平流层水汽的滞后效应，但水汽振幅却非常小。仅有少数几个模式能够再现水汽QBO的季节差异，这也表明模拟QBO及其与水汽变化的耦合关系仍是模式研发的重大挑战。

图3 各模式中QBO与平流层水汽关系的模拟情况

论文信息：

Lu, Q., Rao, J.*, Shi, C., and Garfinkel, C. I.: Seasonality of the Quasi-biennial Oscillation signal in water vapor in the tropical stratosphere, Atmos. Chem. Phys., 26, 5763–5780, https://doi.org/10.5194/acp-26-5763-2026, 2026.