平流层准两年振荡（Quasi-Biennial Oscillation，QBO）是热带平流层年际变化的主导模态，表现为赤道附近东西风带以约两年周期交替振荡。QBO对全球大气环流和天气气候具有重要影响。然而，近年观测到的“QBO切断”事件打破了QBO周期稳定性的既有认识。现有数值模式虽然能够再现QBO的常规周期和振幅，但在切断事件发生时普遍难以同步捕捉关键过程。
中层大气科学团队博士研究生王钥、饶建教授等人选用中国气象局参与QBOi计划的全球气候模式BCC-CSM2-MR，在热带平流层风场中引入nudging技术，并系统优化重力波参数化方案；基于此框架深入剖析QBO切断事件发生发展机制，力求为理解QBO切断与波流相互作用之间的关系提供独特视角，从而提升模式再现QBO切断能力。与ERA5再分析对比表明，nudging试验能够较好再现QBO的周期、振幅等特征（图1），而自由演变的control试验虽呈现基本东西风交替，但低层模拟偏差较大。
图1. （a）10 hPa处的热带纬向平均风功率谱（单位：m s-1）；（b-d）20至40个月周期带通滤波的振幅纬度—高度分布。
在control试验中，BCC-CSM2-MR无法再现任何切断信号；而使用nudging方法后，模式基本实现了对2015/16年QBO切断事件的再现（图2）。进一步的动力学诊断表明，赤道外Rossby波与非地形重力波在西风向东风转换阶段发挥了主导作用；随后，Kelvin波与非地形重力波在约40 hPa附近驱动东风向西风的切换；增强的次级经向环流所致垂直平流则加速了西风动量的恢复。
QBO切断事件的偶发性大幅增加了季节预测的难度，表明现有模式对QBO切断事件发生的关键动力学过程表达不足。本研究表明，引入nudging技术能够有效揭示切断形成与恢复的物理机制，并显著改善模式对2015/16年切断事件的再现能力。然而，要进一步提升模式对QBO切断时空特征的准确捕捉，还需在发展更高分辨率下的精细化重力波参数化方案。该工作为提高模式对QBO切断的再现与预测能力提供了重要借鉴，并为在全球气候变暖背景下评估QBO切断频率和极端气候事件提供了重要的方法参考。
图2. Nudging试验中QBO切断事件与典型正常QBO状态下纬向平均纬向风的时间演变及剖面（阴影表示切断事件，等值线表示合成的正常WQBO状态）。
文章已在《Advances in Atmospheric Sciences》期刊发表：
Wang Y., J. Rao, Y. X. Lu, and Z. F. Ju, 2025: QBO Disruption-like Events in the China Meteorological Administration Climate Model.Adv. Atmos. Sci., 42, 1813–1832, https://doi.org/10.1007/s00376-025-4338-4
