2024年2月19日至24日，长江中下游地区遭遇持续性暴雪，过程伴随严重的低温冰冻，多省启动应急响应，给春运交通和能源供应带来巨大挑战。此次过程伴随着乌拉尔山阻塞高压、横槽及东亚副极地急流的异常加强，一次罕见的平流层位涡深入侵事件于2月20日发生，强度位列近45年冬季同期历史前0.5%。来自平流层的干冷、高位涡空气入侵至对流层低层，是否以及如何在此次暴雪事件中发挥作用尚不清楚。

近日，我院虞越越教授团队联合江苏省气象台、中国科学院大气物理研究所等单位，针对此次暴雪开展了深入研究。研究利用站点观测、ERA5再分析，并使用HYSPLIT气团轨迹及片段位涡反演等方法，系统揭示了平流层位涡入侵在此次暴雪事件中的动力学贡献。

气团轨迹追踪结果表明，侵入对流层中层的平流层空气在进一步下沉过程中绝热增温变性，并未直接成为低层冷源。结合片段位涡反演结果，明确了此次暴雪过程中，平流层入侵主要通过间接的动力强迫产生影响：早在18日，横槽附近的高位涡带就引导三股来自高纬的中低层冷空气向长江中下游汇聚；20日入侵加剧时，上层位涡正异常通过动力响应使副极地急流强度增加了约45%，在急流入口区增强了北侧下沉、南侧上升的次级环流，配合不稳定条件，长江中下游出现了强烈上升运动，同时低层偏北风加强。平流层和对流层位涡异常协同形成的“冷空气接力机制”在此次暴雪过程中起重要作用：上层位涡异常驱动的环流将西伯利亚冷空气向南拖拽，而对流层下边界位涡（温）异常强化的蒙古高压类反气旋则接力将冷空气接力推向暴雪区。与此同时，对流层中层因降水凝结潜热释放，加强了偏南暖湿气流输送。冷暖空气剧烈对峙引起锋生，最终导致暴雪爆发。

这一研究明确了此次暴雪过程中平流层入侵的影响及其途径，从平流层角度为理解和预报此类冬季极端降水提供了新的科学视角。该成果目前已在期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》在线发表。

论文信息：

Yu, Y., Li, C. Jiang, X., et al. (2026). Stratospheric PV intrusion as an upper-level contributor to the February 2024 heavy snowfall event in middle and lower reaches of the Yangtze River. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 131, e2025JD045711. https:/doi.org/10.1029/2025JD045711

图1 基于HYSPLIT模式的三维冷空气粒子轨迹聚类（彩点）及其在正交平面上的投影（浅蓝色平面上的彩点），分别为（a、b）500 hPa和（c、d）850 hPa。后向轨迹（a、c）和前向轨迹（b、d）均以2024年2月20日18:00 UTC为初始时刻。具有相同符号的轨迹代表投影平面上同一聚类的平均轨迹，其占总粒子的百分比在图例符号右侧给出。在图（a）中，附加标注“（X%, Z hr）”表示维持平流层属性（PV ≥ 1.5 PVU且持续≥6小时）的粒子比例（X%），以及粒子维持该阈值条件的平均小时数（Z）。图（a）和（c）中水平叠加的黑色等值线为初始时刻相应等压面上的位势高度（单位：gpm）；图（b）和（d）则叠加了一天之后（2月21日18:00 UTC）的位势高度（黑色等值线，单位：gpm）及相对于2月平均的温度异常（红色等值线，单位：K）。主要天气尺度系统（包括高/低压中心H/L）已在水平面上标出。

图2 2024年2月20日18:00 UTC由不同位涡异常分量反演得到的850 hPa和500 hPa风场扰动（矢量箭头：水平风；填色：经向风分量，单位：m s⁻¹）：（a）全部PV异常；（b、c）平流层入侵引起的45°N以北/以南上层PV异常；（d）下边界PV异常和位温异常；（e）中层湿区内潜热加热引起的PV异常。图中蓝色方框标示了长江中下游地区（25°N–35°N，110°E–122°E）。