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JC:平流层爆发性增温事件调制着ENSO对我国晚冬气候的影响
作者:胡景高 贾延沛               发布时间:2026/11/01 21:11:55       浏览量:       来源:大气科学学院

平流层爆发性增温(SSW)指的是冬季平流层极区温度在短时间内快速升高,同时,平流层极夜急流强度快速减弱的现象;强度较强的SSW事件甚至能使平流层极涡出现短暂的崩溃。SSW是冬季平流层–对流层动力耦合最清晰、最重要的体现,其爆发后,北大西洋涛动(NAO)往往呈负位相,因此,SSW能显著影响北大西洋—欧洲(NAE)地区的冬季气候。欧美学者的研究表明,SSW对NAE地区冬季气候的影响与El Niño相当;并且,SSW的影响独立于ENSO,即无论是在El Niño位相、La Niña位相、抑或是ENSO中性位相下,SSW的“净影响”(有SSW爆发的情形与没有SSW爆发的情形的差)都是一致的。然而,ENSO与SSW是否能协同影响东亚以及我国冬季气候至目前仍不见太多的讨论。

最近,我院胡景高副研究员及其硕士生贾延沛,联合罗京佳教授、耿新副教授以及中科院大气物理研究所任荣彩研究员利用ERA5再分析资料与21个CMIP6模式数据,系统探讨了ENSO冷、暖位相下SSW对我国晚冬(1–3月)地表气温的影响。

研究发现,1958–2020年,El Niño总体上使我国晚冬变暖,La Niña总体上使我国变冷,但是这些影响在统计上并不显著。SSW事件的发生可以显著调节El Niño的影响,具体表现为当SSW事件发生时,我国南方大部会显著偏暖;而没有SSW事件发生时,则偏冷。然而,SSW事件并不能显著调节La Niña事件对我国晚冬气候的影响——即使SSW事件发生,中国大部仍然为不显著的冷异常。虽然,在没有SSW事件发生的冬季,冷异常的幅度似乎加深了,但是,La Niña位相下SSW事件对中国南方的“净增温”比El Niño位相时明显偏弱。以上结果有别于欧美学界得出的“SSW的影响独立于ENSO”的结论。

进一步的研究表明,在NAE地区,无论是El Niño位相还是La Niña位相,SSW爆发后的对流层位势高度异常确实可被认为是SSW事件的直接影响,即有(无)SSW事件的发生导致NAO呈负(正)位相。而在东亚—太平洋(EAP)地区,ENSO冷、暖位相下,有SSW事件发生时1–3月对流层中层位势高度异常不应继续被视为SSW事件的影响,而应被视为造成SSW事件发生的对流层前兆信号。

简单来讲,本研究指出El Niño年与La Niña年冬季SSW事件对我国南方地表气温“净影响”的差别并不是SSW事件本身造成了这样的影响,而是ENSO位于EAP地区对流层中层遥相关型的差别造成的。ENSO冷、暖位相下遥相关型的差别一方面导致平流层是否有SSW事件爆发,另一方面导致了我国晚冬地表气温的异常。在El Niño年,这种遥相关型更利于行星波1波的增加,并以欧亚大陆东北部的异常低压和中国南部及周边异常高压为主要特征(图1)。在La Niña年,这种差异更利于行星波2波的增加,只表现为欧亚大陆东北部异常低压的加强(图2)。中国地区异常高压在El Niño冬季SSW事件爆发前后都维持着增强,在La Niña年冬季SSW事件爆发前后则只有微弱异常,从而导致了El Niño年与SSW事件相联系的中国大部晚冬“净增温”效应比La Niña年时更强。

以上研究成果发表于国际期刊《Journal of Climate》。


论文信息:

Hu Jinggao, Jia Yanpei, Luo Jing-Jia, Ren Rongcai, Geng Xin. 2026. Stronger warming effect of sudden stratospheric warmings on the late winter climate in China during El Niño than during La Niña. Journal of Climate, 39, 3865-3883. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-25-0416.1


图1 El Niño位相下有、无SSW影响我国晚冬地表气温的物理过程示意图

图2 La Niña位相下有、无SSW影响我国晚冬地表气温的物理过程示意图