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热带平流层准两年振荡对北极极地平流层云的影响

热带平流层准两年振荡,极地平流层云,CALIPSO

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.14 极地与中低纬气候系统相互作用

极地平流层云（Polar stratospheric clouds, PSC）在平流层臭氧损耗中起着至关重要的作用。以往的研究表明，热带平流层准两年振荡（Quasi-biennial oscillation，QBO）会影响北极平流层极涡和臭氧，但还没有研究深入分析QBO对北极PSC的影响。本研究利用2006-2021年的CALIPSO观测数据和1979-2022年的SLIMCAT模拟数据分析了这种影响。结果表明，在QBO西风位相（WQBO）期间，冬季PSC覆盖面积明显大于QBO东风位相（EQBO）期间，PSC发生频率异常呈纬向不对称分布，最大正异常区域位于格陵兰岛和巴伦支海附近。QBO影响北极平流层的温度、水蒸气（H₂O）和硝酸（HNO₃），而这些是影响PSC形成的关键因素。在WQBO阶段，北极平流层温度呈现负异常，异常中心偏向北美。此外，北极低平流层的H₂O呈现正异常，这主要是由于较强的极涡阻碍了高纬度地区的高湿度空气向中纬度地区输送，导致H₂O在极涡内部积聚。HNO₃呈现负异常，主要是由于三水合硝酸（NAT）粒子沉降脱硝造成的。敏感性分析进一步表明，QBO引起的温度异常是影响PSC的主要因素，而H₂O异常对PSC的直接影响相对较小。HNO₃的减少主要影响冬末春初的PSC。这项研究表明，未来QBO的变化可能会通过对PSC的影响来影响臭氧。