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南半球平流层纬向风是否一直在持续增强？

平流层、纬向风、臭氧恢复

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

全球变暖引发对流层增温与平流层降温，并通过热成风平衡增强平流层纬向风。本文利用 1980—2023 年多套再分析资料，发现南半球与北半球平流层纬向风的年平均变化趋势存在不对称性：南半球纬向风呈增强趋势，而北半球无明显变化。一个关键结论是，南半球纬向风的增强主要源于东风分量减弱，尤其在南半球夏季表现显著，这与热带—南极之间经向温度梯度减小有关。该温度梯度受南半球夏季平流层臭氧恢复的影响：臭氧恢复加剧了极地平流层增温，进而增强副极地温度梯度，最终导致观测到的南半球平流层东风减弱。本文进一步评估了 8 个包含交互式平流层化学—气候耦合的高顶 CMIP6 模式对历史时期南半球平流层纬向风的模拟能力。其中 CNRM‑CM6‑1、MPI‑ESM1‑2‑HR 与 MRI‑ESM2‑0 这 3 个模式能较好再现观测结果，既模拟出平流层东风减弱，又能维持西风稳定，原因在于其对热带—南极温度梯度的刻画更为合理。本研究对于理解臭氧恢复如何塑造南半球大气环流、影响气候变率具有重要意义。