北太平洋在平流层-对流层动力耦合中的作用

The stratosphere is a crucial part of the Earth's atmosphere, highlighting the increasing importance of the climate system. Besides the internal variability, stratosphere is significantly affected by external forcing such as ENSO, QBO, Volcanic eruption and solar activity. The studies concerning the relation between sea surface temperature and stratosphere indicate that planetary waves propagate more upward and the warming in polar stratosphere is significant during El Nino events. The polar vortex also becomes more disturbed. However attention has not been paid to the research of North Pacific. Some latest researches suggest that the surface temperature of North Pacific might be important to the coupling between stratosphere and troposphere. The explained variances of ENSO and North Pacific to stratospheric variability are similar and North Pacific is also involving in the influences of ENSO on stratosphere. Therefore, the goal of this present program is to investigate the effects of North Pacific on the stratosphere-troposphere dynamic coupling and their mechanism through data diagnostic and numerical simulation. It is helpful to enhance our knowledge about the response of stratosphere-troposphere interaction to external forcing and is also of great importance in scientific research.

平流层是地球大气层的重要组成部分，在气候系统中的重要性正在日渐凸显。平流层过程除自身变率外，显著地受到ENSO、QBO、火山活动和太阳活动等外强迫因子的影响。关于海温和平流层关系的研究一般认为，在赤道中东太平洋发生El Nino事件时，行星波异常上传偏强，极区平流层增温显著，极涡受到更多的扰动。但以往的研究较少关注北太平洋的作用。最新的一些研究表明，北太平洋海温对平流层—对流层耦合相互作用可能具有十分重要的参考意义，北太平洋和ENSO对平流层变率的解释方差接近，ENSO对平流层的影响也有北太平洋的参与。基于以上考虑，本项目拟通过使用资料分析，动力诊断和数值模拟来研究北太平洋在平流层-对流层动力耦合中的作用，并揭示其动力过程和物理机制。这能够极大地丰富我们对平流层-对流层相互作用受外强迫因子影响而产生的变化的认识，具有极其重要的科学意义。

平流层是地球大气层的重要组成部分，在气候系统中的重要性正在日渐凸显。以往的研究多关注以ENSO 循环为代表的热带太平洋海温异常信号和平流层的关系。本项目围绕北太平洋在平流层-对流层动力耦合中的作用这个主题，通过使用资料分析，动力诊断和数值模拟等方法揭示了PDO对月尺度北极涛动变化的调制作用，同时PDO还会对弱极涡事件发生前后的环流异常存在调制作用，体现了不同时间尺度变率之间的相互影响。我们还发现北太平洋对平流层的影响在不断增强，与ENSO的贡献相当，甚至可能超过ENSO的影响。北太平洋海温在90年代初之后，南北向温度梯度增强，瞬变波活动增强，斜压性增强，导致行星波1波增强，进而影响平流层。提出与ENSO和NPO有关的两个1波模态分别在不同的时间尺度上与纬向对称模态相联系。本项目的研究成果指出了北太平洋在平流层-对流层相互作用中的重要作用，有助于解释北半球冬季低温极寒事件发生的机制，具有极其重要的科学意义。