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亚洲中纬度大范围低温事件的平流层月内尺度信号：超前还是滞后？

低温；等熵经向质量环流；平流层-对流层耦合；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

基于ERA5数据（1979-2024年），本研究识别出亚洲中纬度地区173次冬季大范围低温事件，并根据这些事件相对于400 K以上向极平流层暖空气输送脉冲式增强信号（PULSE）的时间相位进行分类。研究识别出两类与PULSE相关的事件：PULSE超前型（占18.0%），即PULSE出现在冷空气爆发峰值之前；以及PULSE滞后型（占21.4%），即PULSE出现在冷空气爆发之后。PULSE超前型事件在欧亚大陆上空表现出更持久和更广泛的冷异常。研究发现，这一相位关系受行星波驱动的耦合机制控制，该机制联系了60°N处等熵经向质量环流中向极平流层暖支（主要由西北太平洋上空的暖空气输送主导）和向赤道对流层冷支（主要由亚洲上空的冷空气输送主导）。PULSE超前型事件发生前，波数2波能快速向平流层传播，同时增强上述两支。相比之下，PULSE滞后型事件由更强的乌拉尔山阻高及其向下游能量频散触发，波数1主导的向上波通量在冷支加强后才增强平流层暖支，可见PULSE滞后型事件主要由对流层过程引起。需要注意的是，PULSE超前型事件存在来自平流层的下传影响：作为前兆的PULSE导致东亚大槽区域上空出现平流层大气质量亏损，从而产生准正压低压异常结构，有助于维持大槽并延长低温持续时间。此外，PULSE超前型事件在发生前两周即可观察到平流层极涡的异常信号。本研究厘清了亚洲低温与平流层月内尺度信号PULSE耦合关系的多样性，并证实了其中确实存在伴随平流层前兆信号的一类事件。