Article Highlight | 12-May-2026
2023年平流层爆发性增温期间中间大气多尺度能量转换与传输
image: 图中展示了前兆期、第一次冷却、第二次冷却和衰减期的能量流向。箭头方向表示能量传输方向，粗细代表相对大小。 view more
Credit: 北京中科期刊出版有限公司
平流层爆发性增温（SSW）是冬季极区平流层温度在数天内猛升数十度、甚至出现纬向风反转的剧烈事件。它不仅影响平流层环流，还会波及上方的中间层。然而，SSW期间能量如何在平流层和中间层之间、以及不同尺度之间传输，一直缺乏定量认识。
北京师范大学物理与天文学院的吴小其、肖存英等学者，利用多尺度窗口变换（MWT）和基于MWT的局地能量学分析理论（MS-ECT），对2023年一次强SSW事件进行了精细诊断。他们基于NASA的MERRA-2再分析数据，将大气场分解为三个尺度窗口：大尺度（>64天）、SSW尺度（8–64天）和天气尺度（<8天）。
研究发现：
- 压力通量（气压做功）是连接平流层和中间层的垂直能量桥梁，在SSW期间促进了两个区域的能量交换。
- 有效位能的规范传递始终从大尺度流向SSW尺度——这是斜压不稳定性的明确信号，表明斜压不稳定性在平流层和中间层中都是主导机制。
- 与2012–2013年SSW事件相比，2023年SSW在中间层的能量传输强度显著更强，体现了不同事件的独特性。
此外，研究还发现动能通常在SSW前向下传播，而纬向风的反转与多尺度能量交换密切相关。这些结果为理解SSW期间中间大气（平流层-中间层）的动力耦合提供了新的能量学视角。
研究详情请见原文：
Multiscale energy conversion and transfer in the middle atmosphere during the 2023 sudden stratospheric warming