平流层爆发性增温（SSW）是大气中最为剧烈的事件之一，显著影响天气和短期气候变化。其特征包括北极平流层温度骤升及环极西风反转。SSW发生后，平流层环状模信号通常向低值发展，并在数周至数月内向下传播至对流层，影响两半球的地面气候。地表响应表现为北大西洋至北亚大陆冷空气活动增强，格陵兰和东加拿大异常偏暖，东亚和南欧降水增加；南半球SSW还与澳大利亚干旱和野火增多有关。然而，不是所有SSW事件都会引发典型的地表响应，SSW因此被分为向下传播和非向下传播两类。研究表明，平流层低层对地面影响约占40%，其余60%的信号来自对流层。不同类型SSW事件对地面影响存在差异，但随着预报时间延长，这种分类的差异减小。2023/24冬季中纬度陆地异常冷暖交替出现，但其与前期平流层扰动的关系尚不明确。不同S2S模式对该事件的实时预报为研究弱下传SSW事件的向下影响提供了一定可行性。
大气科学学院中层大气科学团队饶建教授等人聚焦于2023/24冬季期间频繁发生的平流层扰动。在2023/24冬季，平流层弱极涡反复出现，表现为环极西风的快速减弱甚至反转。对应的波动信号在对流层及平流层低层中均有观测到，且每次平流层扰动前均伴随着显著的涡旋热通量脉冲信号。通过对环状模指数的时空演变分析，识别出两次明显的下传事件。
该研究进一步利用2024年1月与2月的多模式预报数据，分析了近地面状态的可预报性及其与平流层扰动的关系。结果表明：尽管2023/24冬季平流层扰动频繁，近地面可预报性并未显著增强，且平流层扰动对地面可预报性的贡献有限。多模式集合平均预报为大陆大范围偏暖异常，中国及美国部分地区出现干旱异常（图1和图2）。然而，平流层环流误差大多数未能解释S2S模式间的近地面预报误差。因此，2023/24冬季近地的次季节可预报性并不全是来自平流层，需综合考虑热带太平洋偏暖及北极海冰等其他潜在驱动因子。
图1. 通过四个初始化时间（2024年1月4日、11日、18日和25日，分别对应第一至第四列）四个时期（P2–P5分别为第一行到第四行）平均的t2m异常预测（单位：℃）。最后一列为ERA5数据，打点区域表示模式间预报的异常符号一致。
图2. 通过四个初始化时间（2024年1月4日、11日、18日、25日，分别对应第一至第四列）四个时期（P2–P5，分别对应第一至第四行）平均的总降水量异常（单位：mm/day）。
文章已在《Atmospheric Research》期刊发表：
Rao, J.*, X. Zhang, Q. Lu, and S. Liu, 2025: Prediction of near-surface conditions following the 2023/24 sudden stratospheric warming by the S2S project models.Atmospheric Research, 315: 107882, doi: 10.1016/j.atmosres.2024.107882.
