平流层极涡强度振荡变化是地气系统中的一种宝贵的低频变率，有望作为一个新的次季节预报技巧来源，但平流层极涡异常信号能否下传至对流层中低层、进而影响热带外天气气候存在不确定性，大大制约了其在次季节预测中的有效应用。针对上述瓶颈问题，大气科学学院硕士生刘扬、虞越越教授联合佛罗里达州立大学教授Ming Cai、中国科学院大气物理研究所研究员任荣彩、国家气候中心首席预报员陈丽娟，基于1951—2024年ERA5再分析资料、ERSSTv5海温数据及CMIP6 DCPP模式数据，开展了系统研究，揭示了冬季强、弱极涡下传频率的年代际演变规律及其关键海温调控因子，并构建了具备业务应用潜力的年代际预报模型。主要结论如下：

平流层极涡异常信号下传可能性存在显著的年代际变化特征，弱极涡事件下传频率以约11年周期振荡，强极涡事件则以22年及更长周期波动；2000年以来两类事件的下传频率均下降，解释了近年来平流层极涡强度与北极涛动（AO）耦合强度减弱的现象。

强、弱极涡事件下传频率的主导周期差异与不同关键区域的海温异常影响有关。研究通过改进的构造类似（Constructed Analogue）方法，逐步筛选出关键海温影响因子：东热带大西洋海温偏高、北太平洋海温偏低时，弱极涡下传频率偏高；而巴伦支-喀拉海与西南热带太平洋海温偏低时，强极涡下传频率偏高（图1）。

基于上述关键海温因子，构建了极涡下传频率统计预报模型，对弱、强极涡下传频率重建后的相关系数分别为0.60、0.65，1970年后可达0.75。模型可用于下传频率预报：将当年冬季海温预报场输入模型，可输出对应年代内平流层极涡的下传频率水平；若需更长提前时间的预测，将DCPP年代际海温预报数据代入模型，对强极涡事件下传频率仍可保持较高的预报技巧，预估未来年代强极涡事件下传频率将持续偏低。

该研究成果针对下传影响存在不确定性的平流层极涡异常信号，为其科学使用提供了可行路径：即先根据下传频率预报模型结果，初筛年代际下传频率是否偏高，若处于偏高年代，再将平流层前兆信号纳入次季节预报体系，以实现将下传影响确定性更高的平流层信号用于次季节预报水平提升。成果已发表于《Geophysical Research Letters》。

图1. 基于冬季平均海表温度异常的下传频率CA模型。(a, b) 达到95%置信水平的年代际海温异常（填色，单位：K）对下传频率的回归图。实线矩形表示与下传频率具有时间上稳定相关性的海洋区域。(c, d)观测的下传频率（柱状图）与基于所有海温因子重建结果（黑线），以及排除单一因子的敏感性试验（彩色曲线）的时间序列。(e, f) 观测与重建的下传频率之间的全时段（左侧数值）和21年滑动窗口（曲线）异常相关系数。

论文信息：

Liu, Y., Yu, Y., Cai, M., Ren, R., Chen, L., & Wang, D. (2026). Decadal changes in wintertime frequency of stratospheric Northern Annular Mode events with downward propagation. Geophysical Research Letters, 53, e2025GL119322. https://doi.org/10.1029/2025GL119322