已有大量研究指出QBO对全球的影响，QBO作为潜在预报因子可以提供有效的预报源信息。前期的研究已经指出，全球变暖背景下，北半球极涡对QBO强迫的响应有所增强。QBO信号在北半球增强与QBO振幅变化并不匹配，观测资料和多模式模拟都表明QBO振幅在减弱。因此，传统的线性观点不足以解释QBO自身变化与QBO遥相关影响变化的不一致现象。尽管研究已经指出QBO在北半球的影响，尤其是平流层极涡对QBO强迫的响应有所加强，而对南半球QBO影响在全球变暖背景下变化新特征、新规律的认识还不清楚。
中层大气科学团队饶建教授等人通过系统的模式评估工作，优选出了可以模拟两个半球QBO路径的高技巧模式。借助于高技巧模式的多个试验数据，分析了全球变暖背景下南半球QBO信号的新规律、新特征。研究表明，高技巧模式可以模拟出南半球平流层极涡在QBO东（西）风位相春季的减弱（加强）现象（图1）。低技巧模式不能够再现南极平流层的QBO信号的主要原因是：这些模式模拟的QBO振幅明显偏小，引起的环流响应过弱甚至错位。
图1. 高、低技巧模式集合对南半球QBO信号的模拟
(a) ERA5 再分析资料中合成得到的QBO东、西风位相相减的纬向平均纬向风差异。(b) 同 (a) 但为9个高技巧模式集合平均。(c) 同 (a) 但为低技巧模式集合平均。(d) 高低技巧模式的差异。深、浅阴影分别为合成异常达到了90%和95%的置信水平。棕色线为南半球春季的西风急流气候态，每层急流中心用绿色星号标记。
在22个模式中，有9个模式模拟出了QBO东风位相期间的南极绕极西风减速现象，即便在高技巧模式中，QBO信号的强度明显被低估，模式仅仅模拟出观测信号强度的30%左右。可以利用这些高技能模式对两种排放情景下平流层QBO的遥相关变化进行预估（图2）。在未来情景试验中，高纬度平流层绕极纬向风异常在增强的同时，纬向风异常响应中心也将向中纬度移动。研究发现副热带急流平均态将增强，热带东风平均态将减弱。因此，未来的上传波活动对QBO位相更加敏感。在QBO东风位相期间，中高纬度地区上传波动的响应在未来情景试验中比在历史试验中强得多。平流层极涡路径和热带对流路径的增强和空间移动导致对流层QBO信号的变化。在当前气候态下，对流层和近地面表现为清晰的环状模态响应；而在未来预估试验中，随着热带印度洋环流异常的放大，环流响应的空间分布将进一步向赤道方向移动。
图2. 高技巧模式集合对南半球QBO信号变化的预估
(a) ERA5资料合成的QBO东、西风位向纬向平均纬向风差异。(b) 高技巧模式集合历史试验中合成的QBO东、西风位相纬向平均纬向风差异。(c) 高技巧模式集合RCP45/SSP245试验中合成的QBO东、西位相纬向平均纬向风差异。(d) 高技巧模式集合RCP85/SSP585 MME试验中合成的QBO东、西位相纬向平均纬向风差异。(e, f) 相对于历史试验，RCP45/SSP245和RCP85/SSP585试验合成的变化。深、浅阴影分别为合成异常达到了90%和95%的置信水平。棕色线为南半球春季的西风急流气候态，每层急流中心用绿色星号标记。
文章已在《Journal of Climate》期刊发表：
Rao., J.*, Garfinkel, C. I., Ren, R., Wu, T., Lu., Y., and Chu, M., 2023: Projected Strengthening Impact of the Quasi-Biennial Oscillation on the Southern Hemisphere by CMIP5/6 Models. Journal of Climate, 36(16): 5461–5476, doi: 10.1175/JCLI-D-22-0801.1.
