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热带中太平洋海温异常对南极平流层的跨季节影响

热带太平洋海温,南极平流层,南极海冰,平流层极涡

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.11 平流层-对流层动力耦合和物质交换

在本研究中，我们考察了北半球冬季热带中太平洋（Niño 4区域）海温异常对随后南半球冬季南极平流层环流和臭氧输送的跨季节效应。使用了45年的ERA5再分析数据（1980-2024），我们的分析表明，在12月至2月期间，Niño 4区域的暖海温异常与中高纬度平流层的增温、收缩的平流层极涡以及随后7月至9月期间极地臭氧浓度增加有关。这种延迟响应首先通过太平洋-南美（PSA）遥相关波列引起东南太平洋海温增温以及随后的阿蒙森海及罗斯海的海冰损失；而随着Niño 4海温异常对PSA遥相关模态影响的减弱，在7月至9月期间，中高纬度的表面的热力反馈对于行星波变得至关重要。持续的东南太平洋海温增温和阿蒙森海及罗斯海的海冰损失通过将热量从海洋释放到大气中进而增强行星波上传至平流层，最终导致极地平流层增温。使用北半球冬季Niño 4海温和6月PSA指数作为因素的多变量回归统计模型解释了南半球冬季平流层温度约32%的方差贡献。这些发现突显了一个新的跨季节尺度影响路径，通过该路径表明热带太平洋海温异常可以跨季节调节南极平流层环流和臭氧的变化。