复合冷湿事件（Compound Cold-Wet Events, CCWEs）是指冬季同时出现低温和降水的极端天气现象，对经济社会造成严重影响。长江流域是中国CCWEs发生最频繁的区域之一，该区域人口密集、经济发达，理解其变化规律及物理机制对防灾减灾具有重要意义。

近期，我院博士研究生胡宏博在其导师周波涛教授指导下，系统探讨了平流层极涡（Stratospheric Polar Vortex, SPV）与长江流域CCWEs频次之间的关系，研究发现，两者在1990年代末期从几乎无关转变为显著的负相关，并揭示了其物理机制，相关成果发表于《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》，主要结论如下：

1、SPV与CCWEs关系的增强

SPV与长江流域CCWEs频次的关系在1990年代末后显著增强，相关系数从P1时段（1962–1998年）的0.03提高至P2时段（1999–2022年）的-0.69。从位势高度异常的空间结构差异来看，P1时期50 hPa位势高度异常与CCWEs的联系微弱，整层大气柱均无显著信号；而P2时期则呈现出清晰的偶极子结构，大西洋和北美上空为显著负异常，东北亚上空为显著正异常，且该异常能够从平流层向下延伸至对流层（图1）。

图1. （a）标准化SPV偶极子指数（红线）与长江流域CCWEs频次（黑线）的时间序列；（b）两者之间的15年滑动相关系数（红线表示通过95%显著性检验）；（c, d）P1和P2时期回归到CCWEs频次的50 hPa位势高度（填色）及其行星波分量（等值线）；（e, f）沿60°N–80°N的位势高度经度-高度剖面。网格线表示通过95%显著性检验的区域。

2、物理机制

当SPV中心偏向北大西洋和北美时，能够在对流层激发一支源于北大西洋上空、持续向东传播穿越欧亚大陆的大西洋-欧亚遥相关波列。在这支波列的影响下，乌拉尔山地区出现显著的阻塞高压异常，有利于冷空气堆积。当波列传播至西伯利亚地区时，环流结构从纬向转变为经向偶极型：北亚上空为正位势高度异常，东亚上空为负位势高度异常。该配置有利于引导冷空气南下。此外，东亚上空的负位势高度异常向南延伸至印度次大陆，有利于暖湿气流向长江流域输送，配合增强南移的副热带急流，共同为逆温层形成和降水提供有利条件（图2）。

本文还探讨了北极海冰在SPV-CCWEs关系年代际变化中的潜在作用（图3）。北极海冰浓度（SIC）的第二主模态（EOF2）空间型呈现出巴伦支海-卡拉海区与波弗特海-楚科奇海-东西伯利亚海区之间的反相变化。该模态在1990年代末期前后从正相位持续向负相位转变，可能作为边界热力强迫源调制SPV–CCWEs关系。

图2 P2时期回归到SPV偶极子指数的大气环流异常：（a）500 hPa位势高度（填色；gpm）和波活动通量（矢量；m²/s²）；（b）300 hPa纬向风（填色；m/s）；（c）500 hPa温度（等值线；°C）和2米温度（填色；°C）；（d）850 hPa位势高度（填色；gpm）和风场（矢量；m/s）。红框标注长江流域区域，斜线表示通过95%显著性检验的区域。

图3. 9月北极海冰浓度EOF2模态的（a）空间分布（%）；（b）标准化去趋势PC2（柱状图），叠加图1（b）的15年滑动平均（黑线）。

本研究系统揭示了平流层极涡与长江流域冬季复合冷湿事件之间联系的年代际转变，阐明了SPV影响CCWEs的物理途径，并指出北极海冰可能是二者关系发生年代际转变的重要驱动力之一，为理解和预测长江流域冬季复合冷湿事件提供了新的科学依据和平流层视角。

论文信息：

Hu, H., Zhou, B., Huang, Y., Xie, W., Zhang, D., Li, H., & Fan, Y. (2026). Strengthening of the linkage between the stratospheric polar vortex and winter compound cold‐wet events in the Yangtze river basin after the late 1990s. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 131, e2026JD047471. https://doi.org/10.1029/2026JD047471