饶建 任荣彩 杨扬

1 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室，北京100029

2 中国科学院大学，北京100049

1 引言

北半球冬季平流层的主要特征是存在一个强度和结构不断变化的极地涡旋。北半球极涡振荡是与北极涛动（AO），北大西洋涛动（NAO）以及北半球环状模（NAM）相联系的极涡强度或位置的振荡过程（Baldwin and Dunkerton，1999，2001；Cai and Ren，2007；Ren and Cai，2007，Chen et al.,2010）。平流层高层的极涡振荡信号提前于平流层低层和对流层的振荡信号，有自上而下的传播趋势（Kodera et al., 1990；Baldwin and Dunkerton，1999；Cai and Ren，2007；Ren and Cai，2007）。因此，平流层极涡的振荡对于对流层的气候异常有一定的指示意义（Ren and Cai，2007；Baldwin and Dunkerton，2001）。平流层环流的异常变化，主要源于来自对流层的行星波活动的异常，以及由此引发的经向环流的异常，因此伴随着热带与热带外之间的物质和热量交换以及相互作用过程。虽然平流层环流异常变化的主导时间尺度是季节—季节内尺度（Ren and Cai，2006；Cai and Ren，2007），但平流层环流还受到诸多外部强迫因子的影响，如因ENSO异常引起的热带加热异常可以通过影响行星波活动的强度，对热带外平流层极涡的变化产生影响。研究发现，El Niño成熟的当年冬季乃至次年冬季，极涡明显偏弱。El Niño异常通过引起热带对流加强，导致热带外地区的行星波活动异常偏强，从而引起平流层极涡强度偏弱（Manzini et al., 2006；Xie et al., 2012；Garfinkel and Hartmann，2007，2008；Camp and Tung，2007a，2007b；Chen et al., 2003；Ren et al., 2011；任荣彩和向纯怡，2010；任荣彩，2012）。然而，要清楚揭示ENSO特别是热带加热异常影响冬季平流层极涡的过程，还需要更多的证据。

数值模式在逐步完善，其对平流层的模拟能力也在不断得到提高，为我们研究平流层环流异常成因提供了一条有效的途径。……