平流层准两年振荡对平流层对流层物质交换的影响

平流层对流层物质交换（STE）是决定大气成分分布的重要因子，以往关于STE的研究大多聚焦于对流层内和对流层顶附近的大气过程，关于平流层过程影响STE的研究目前还不是很多。平流层准两年振荡（QBO）可通过影响残余环流、热带深对流活动以及对流层顶高度和温度引起STE的变化，但是QBO影响STE的详细特征和内在物理机制目前还不是很清楚。项目从资料分析入手结合数值模拟诊断与QBO有关的大气过程造成的STE的变化，分别研究QBO影响残余环流、热带深对流活动以及对流层顶的特征和机理，并进一步分析这几个因子的变化对STE的影响，评估其相对重要性。项目还将利用耦合的大气化学-气候模式，进行大气化学-动力-辐射耦合的数值实验，通过对平流层不同大气成分的分析，探讨QBO引起的STE变化对平流层大气成分的影响，揭示大气化学过程的反馈在QBO与STE的相互影响中所起的作用。项目设计具有特色和创新。

项目以热带平流层准两年振荡（QBO）对平流层对流层物质交换（STE）的影响为主体研究内容，研究了QBO通过影响残余环流、深对流活动和对流层顶进一步影响STE的特征和机制；探讨了平流层化学过程在QBO和STE相互作用中所起的作用；对比分析了地面源排放、海温变化、太阳活动、化学过程以及各种动力过程（包括QBO）对热带上对流层下平流层区域大气痕量成分时空分布的影响。. 项目的主要研究成果有三：1）平流层大气痕量成分空间分布上的双峰结构与当年平流层半年振荡（SAO）第一周期中较强的西风有关，双峰结构中较低的赤道地区槽并不一定伴随着较高的北半球副热带地区峰，北半球的峰与副热带的上升相关，且主要受SAO、QBO、及年度振荡谐波分量的调节；2）QBO对对流层顶和大气上界长波射出辐射（OLR） 的影响在冬、秋季最大，春、夏季相对较弱，QBO对OLR的影响主要在热带对流活跃区域，且东风位相下的对流活动要强于QBO西风位相下的对流活动，QBO不仅通过调节对流层顶高度和温度影响热带的深对流活动，还可以通过调节对流层的静力稳定度、有效位能来影响热带地区深对流活动；3）海温变化、ENSO活动、大尺度残余环流、对流活动、季风环流、太阳活动和QBO都对热带STE具有重要的影响，但是QBO在太阳活动影响平流层的温度和环流的过程中所扮演的角色并不重要，在气候模式中不考虑平流层QBO及海温的年际变化，模式也能较好的模拟出低平流层温度和O3对太阳活动的响应。.在四年的项目研究过程中，发表科技论文27篇，其中SCI论文17篇，国内核心期刊论文10篇，培养3名博士研究生和5名硕士研究生，达到了项目预期的研究目标。