近日,我校物理与电子科学学院杨凌云博士在地球物理学领域国际顶尖期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》(Nature Index收录期刊)在线发表题为“Category‐Based Composite Analysis of Arctic Tropopause and Tropopause Inversion Layer Responses to Sudden Stratospheric Warmings”的研究论文。

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平流层爆发性增温(SSW)是冬季平流层最显著的大尺度动力事件之一,可通过对流层—平流层耦合影响极区对流层顶及其上方逆温层(TIL)的结构与变化。研究团队利用1979/1980—2022/2023年ERA5再分析资料,对1979—2023年发生的50次北极SSW进行系统梳理,并依据TIL强度和对流层顶高度响应的显著性及变化方向,将事件分为五类,开展分类合成分析。

五类SSW的TIL强度与对流层顶高度合成响应
合成分析表明,向上传播的行星波在平流层破碎/辐合时产生的动量强迫是否足够强,是决定SSW能否显著影响对流层顶和TIL的关键。当平流层中的行星波辐合异常强于辐散异常时,会出现TIL增强和对流层顶高度降低的典型响应。而当平流层中的行星波辐合异常弱于辐散异常时,则会出现TIL减弱和对流层顶高度升高的异常响应。

显著强SSW影响TIL与对流层顶的动力过程
该研究建立了基于响应显著性的SSW分类框架,深化了对不同SSW事件影响北极对流层顶和TIL的差异及其动力条件的认识,为理解极地平流层—对流层耦合提供了新的科学依据。杨凌云博士参加在山东威海召开的第十五次全国空间天气学研讨会暨太空科学与探测研讨会,就该研究内容作口头报告,并获会议“优秀青年报告奖”。
该论文由我校物理与电子科学学院与武汉大学地球与空间科学技术学院合作发表,第一作者为我校物理与电子科学学院杨凌云博士。该研究得到了国家自然科学基金(42074182、42127805)、国家重点研发计划(2022YFF0503703)和贵州省科技重大专项(〔2024〕011)等联合资助。
论文全文链接:https://doi.org/10.1029/2026JD047726