自20世纪80年代南极臭氧洞发现以来，大量研究指出南极臭氧损耗对全球气候变化具有重要影响，而南极平流层冬季温度变化对南极臭氧损耗以及臭氧洞的形成具有重要意义。本研究发现，自20世纪70年代以来，南极冬季上平流层温度趋势呈现显著的变暖。利用模式资料进一步指出，近几十年来，南极上平流层增温主要受臭氧损耗的动力过程影响，温室气体的贡献较小，指出了臭氧损耗影响南极上平流层温度变化的可能物理过程。
近年来，有研究指出与全球下平流层的冷却相反，南极上平流层自20世纪70年代以来温度趋势趋近于0，甚至呈现显著的变暖。这与臭氧损耗和温室气体增多造成的辐射效应相反。本研究结果发现，与臭氧损耗相关的动力过程能够在很大程度上解释南极上平流层的增温（图1），具体而言，臭氧损耗引起的辐射冷却使得上平流层中纬度和高纬度之间的经向温度梯度增强，从而导致更多的行星波上传，行星波在上平流层破碎伴随着BD环流的增强，使得南极上平流层增温（图2）。这一发现加深了我们对南半球上平流层化学-气候耦合的认识。
图1 上平流层温度趋势变化
图2 南极冬季上平流层温度趋势变化示意图
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Ma, X., and L. Wang*, 2023: The role of ozone depletion in the lack of cooling in the Antarctic upper stratosphere during austral winter. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-022-2047-9.
