对流层顶高度是反映平流层-对流层耦合变化的重要指标，其长期趋势可表征臭氧对高空大气的影响。自2000年《蒙特利尔议定书》全面实施以来，南极臭氧总量由持续损耗转为逐步恢复，但其对高空热力结构的影响尚不明确。近期，硕士生伍明慧在导师周顺武教授（通讯作者）指导下，聚焦东南极毛德皇后地（QML）这一对流层顶变化关键区，系统分析了该地区对流层顶高度变化特征及成因，揭示臭氧恢复对高空气候的调控机制，为评估南极臭氧修复的气候效应及预测南极大气环流演变提供科学依据。
研究基于1979–2023年ERA5再分析资料及QML周边三个探空站观测数据，采用WMO热力对流层顶定义，系统分析了臭氧损耗期与恢复期对流层顶高度变化。主要结论如下：
1. QML对流层顶高度在1979–2000年间以0.09 km/10年的速率快速抬升，2001–2023年间上升速率显著减缓至0.03 km/10年（图1a）；春季变化最为显著，上升速率由0.24 km/10年降至0.06 km/10年（图1b）。
图1（原文图3） 基于ERA5（黑线）与89532（蓝线）、89512（红线）、89571（绿线）探空站资料的1979–2023年QML对流层顶高度年（a）及春季（b）距平趋势（单位：km/10年）（灰线将时间序列划分为2000年前后两个时段；灰色阴影表示基于ERA5的对流层顶高度双标准差置信区间；虚线为各资料对应的线性趋势，趋势通过0.05显著性水平以*标注）
2. 在臭氧损耗期间（图2a–d），QML平流层低层以-2 K/10年速率显著冷却，对流层表现为微弱增暖；而在臭氧恢复期间（图2e–h），平流层低层冷却快速减缓，对流层增暖幅度不足2 K/10年，且两时段温度变化在9–12月（春末冬初）最为突出，为对流层顶抬升趋势减缓提供了温度场依据。
图2（原文图6） 基于ERA5（a, e）与3个探空站（b–d, f–h）资料得到的1979–2000年（a–d）和2001–2023年（e–h）QML高空温度逐月趋势变化（单位：K/10年）（红线为月平均对流层顶高度，点状区表示趋势通过0.05显著性检验）
3. 臭氧恢复是影响对流层顶趋势的关键因子。2000年前，臭氧损耗导致QML平流层显著冷却，叠加温室气体导致的对流层增温，共同推动对流层顶快速上升（图3a）；2000年后，臭氧恢复大幅减缓平流层冷却，其作用超过对流层增温影响，成为对流层顶上升趋缓的主导因素（图3b）。
图3（原摘要图） 2000年前（a）、后（b）QML对流层顶高度趋势变化机制示意图
（空心箭头表示趋势速率，实心箭头表示变量变化方向；色阶为变温趋势幅度，颜色越深则降温/增温越快）
本研究揭示了南极臭氧恢复对QML对流层顶抬升的减缓效应，阐明“臭氧–平流层温度–对流层顶”的热力调控机制。研究成果发表于《Advances in Climate Change Research》，获国家自然科学基金（42288101和42275026）等项目资助。
论文信息：
Wu Minghui, Zhou Shunwu, Li Jiandong, et al. Deceleration of tropopause rise amidst ozone recovery over Queen Maud Land, East Antarctica[J]. Advances in Climate Change Research, 2025. https://doi.org/10.1016/j.accre.2025.08.003
