平流层爆发性增温事件（Sudden Stratospheric Warming，SSW）是冬季平流层中最为壮观的现象。在SSW事件中，平流层极强的绕极西风环流会在几天内崩溃，转变为弱东风；极区的温度会上升接近50℃。事件爆发后，平流层中的异常信号下传，并显著影响对流层的天气。平均而言，地面气压场异常倾向于转变为北半球环状模（Northern Annular Mode, NAM）或北大西洋涛动（North Atlantic Oscillation，NAO）的负模态位相，但并非每次SSW事件演变中的异常信号都会下传到地面。

　　中科院大气所季风系统研究中心陈文（研究员）团队的徐启波（博士候选人）和宋磊（副研究员），首次使用高度-时间域的经验正交函数分解方法来提取SSW事件的主导演变特征。他们发现第一模态（I模态）的主导特征是SSW事件爆发前极涡的强和弱，第二模态（W模态）的主导特征是SSW事件爆发时增暖的强和弱。

　　根据每个事件中I模态和W模态的正负和强度，可以将SSW事件分成4类：I+事件、I-事件、W+事件和W-事件。纬向行星波1波的上传驱动了I+事件的发展，而I-事件的发展由更强的纬向行星波1波和2波共同驱动。相似的，W+事件的发展由纬向行星波1波和2波共同驱动，而W-事件主要由纬向行星波1波驱动。

　　区别于I-事件和W-事件，I+事件和W+事件会对地面产生很显著的NAO负模态信号，表明SSW事件爆发前极涡的状态和爆发时增暖的强度会影响平流层信号的下传与否。这有助于更好地预测SSW事件发生后地面的天气。

　　该研究得到了国家自然科学基金（41975051 and 41721004）的资助。

　　论文信息：

　　Xu, Q., Chen, W., & Song, L. (2022). Two leading modes in the evolution of major sudden stratospheric warmings and their distinctive surface influence. Geophysical Research Letters, 49, e2021GL095431. https://doi.org/10.1029/2021GL095431

图一 SSW事件中NAM index的高度时间演变：均值&标准差、第一模态、第二模态。

图二 不同SSW事件爆发后的地面气压场异常