大气准双周振荡的研究进展

杨双艳，武炳义，胡景高，周顺武

(1．气象灾害教育部重点实验室(南京信息工程大学)，江苏南京210044;2．中国气象科学研究院，北京100081)

0 引言

大气运动极其复杂，其在时间和空间上均有不同尺度的运动。就时间尺度而言，可以将大气运动分为高频变化、天气变化、低频变化、季节变化、甚低频变化、年代际变化和地质纪变化(李崇银，1991)，各尺度既相互独立又相互联系、相互作用(图1)。其中大气低频振荡(Low-Frequency Oscillation，LFO)的研究自20世纪70、80年代至今的近40年中受到广泛的关注，且已经取得众多有意义的成果。研究LFO对于理解从日变化到季节变化的过程是有益的(Kikuchi and Wang，2009)。20世纪80年代以来，学者们不仅仅把LFO看作一种周期变化现象，还把其视为大气运动的一种“实体”来研究其活动规律、结构特征和维持产生机制(李崇银，1991;陈隆勋等，1991)。对LFO的深入研究，有助于增进对大气环流变化机制的理解和进一步改善中长期天气预报，有助于理解全球气候变化的形式，有利于提高气象预报能力。

图1 地球大气运动的时间变化频谱示意图(李崇银，1991)Fig．1 Frequency-spectrum schematic diagram of time variation of global atmospheric motions

LFO通常是指时间尺度在10 d以上、100 d以内的大气运动的变化(图1)，它包括普遍受关注的准双周振荡(Quasi-biweekly Oscillation，QBWO)和季节内振荡(Intra-seasonal Oscillation，ISO)。在近年的一些研究中，准双周振荡也被学者称为月内振荡(Sub-monthly Oscillation)(Yokoi andSatomura，2006;Wen et al．，2011)，它是时间尺度小于季节变化的重要现象，主要是指10～20 d的振荡，它包含多种天气系统，如超级云团、季风、热岛气旋、Rossby波列、对流活动以及副热带急流等(Dayton et al．，1998)，它是在研究季风天气及其相联系的季风系统时被发现的。大量的研究已经证明不同地区、不同季节(下文所提及的季节，未经特殊说明，均是根据北半球时间来划分)均存在QBWO现象。

迄今为止，已有大量研究表明非洲季风区(Sultan et al．，2003;Mounier et al．，2008;Janicot et al．，2010，2011)、印度夏季风区(Murakami，1975，1976;Chen and Chen，1993)以及东亚夏季风区(Lau et al．，1988;Chen and Chen，1995a;Fukutomi and Yasunari，1999)，甚 至 整 个 季 风 区 (Krishnamurti and Bhalme，1976;Krishnamurti and Ardanuy，1980)均有QBWO的存在;很多研究还表明，同一地区不同的变量都能反映QBWO现象的存在。春季热带西太平洋的云顶黑体温度(Wen and Zhang，2008)，夏季热带西太平洋的风场(杨义碧，1980)、越赤道气流(陈于湘，1980)、对流(Ren and Huang，2002，陈隆勋等，2004)、热源(陈隆勋等，2004;罗璇等，2013)以及冬季热带西太平洋的对流(Kiladis and Wheeler，1995)、风场(Numaguti，1995)和大多数年份中印半岛的降水和环流(Zhang et al．，2002)均有显著的QBWO现象，同时可知QBWO不仅仅只出现在某一特定的季节。另外，很多研究还表明东亚地区冬季冷空气活动(仇永炎，1985;金祖辉和孙淑清，1996;Compo et al．，1999)和我国降水(Yang et al．，2010;童金等，2013)也具有明显的QBWO现象。丁一汇(1991)对1980—1984年冬季19次东亚寒潮爆发过程低频扰动的传播特征和行星尺度作用的研究，揭示出冷空气的向南传播主要是一种低频模态的QBWO现象。李崇银和周亚萍(1995)对夏季和冬季全球热带大气中的季节内振荡进行较系统的研究后发现，大气QBWO是热带大气中的重要低频系统，其动能可能比ISO还要大。实事上，QBWO不仅存在于季风区或热带地区，而且在副热带地区(占瑞芬等，2008;Wen et al．，2011)、中高纬地区(武炳义等，1994;李崇银和周亚萍，1995)、甚至全球(Kikuchi and Wang，2009)都普遍存在。总之，QBWO不只是低纬地区特有的现象，也不只是某一季节特有的现象，而是具有全球性和多季性。全面广泛的研究QBWO对加深热带和副热带气候条件的理解有着深远意义(Kikuchi and Wang，2009)。

QBWO的研究具有重要的实际应用意义，已经有很多关于QBWO的研究，但是目前尚缺少对其研究成果的系统总结。本文将系统总结了近年来QBWO的研究成果，包括它的结构和活动特征、对天气气候的影响及其激发维持机制等。最后，在此基础上对今后的一些研究重点进行了展望。

1 准双周振荡的特征

QBWO的结构和活动特征极其复杂，虽然其研究成果不如ISO那样丰富，但已经取得了一些有意义的结论，并为研究QBWO的产生和维持机制提供了理论基础。以下对QBWO的结构和活动特征进行总结。

1.1 准双周振荡的结构特征

目前多数研究都表明热带地区QBWO的垂直结构以相当正压结构为主(Chen and Chen，1993;李崇银和周亚萍，1995;Kiladis and Wheeler，1995;Fukutomi and Yasunari，1999;Annamalai and Slingo，2001;Chatterjee and Goswami，2004;Yokoi and Satomura，2006)，但其斜压结构也常可看到(李崇银和周亚萍，1995)。热带QBWO的这一特殊结构也是其与热带ISO结构的最大区别之一。关于QBWO的纬向结构，有研究得出热带以纬向2～5波为主，而1波并非主要的(李崇银和周亚萍，1995)，也有研究得出以纬向6波为主(Kiladis and Wheeler，1995;Annamalai and Slingo，2001)，总之1 波并不是主要的，这也是其与以纬向1波为主的热带ISO结构的主要区别之一。关于QBWO的经向结构特征，目前研究的不多，但已经得到一些有价值的结论。QBWO的动能在副热带和热带外地区较热带地区大(李崇银和 Smith，1996;Kikuchi and Wang，2009)，并关于赤道非对称，且有向夏半球偏离的特点。热带QBWO与中高纬度的QBWO有关系(李崇银和周亚萍，1995)，但它们之间的相互联系和相互作用值得进一步研究。

虽然QBWO具有全球性和多季性，但它同时又具有地域性和季节依赖性，对不同区域不同季节进行研究所得到QBWO的分布结构有所不同，这也充分说明QBWO的复杂性。研究1979年印度洋的QBWO的风场等特征后，Chen and Chen(1993)发现其上空存在双核(double-cell)结构:一个中心位于18°N附近，另一个中心位于赤道附近，但位于赤道以南。武炳义等(1994)利用1983年夏季200 hPa的ECMWF纬向风场资料，分析 75.0～132.5°E、0°～70°N区域的QBWO特征后，指出该范围有三个显著区域:1)贝加尔湖地区，2)赤道90°E附近以及新加坡、马来西亚地区，3)80 ～100°E，22 ～32°N 区域。李崇银和周亚萍(1995)基于动能的分析指出不论是冬季还是夏季，200 hPa上QBWO的动能在西半球有极大值，尤其是在赤道东太平洋和赤道大西洋地区。Wen et al．(2011)指出在OLR(Outgoing Longwave Radiation)QBWO方差大于200 W2·m－4的热带—副热带美洲地区(即130～60°W，0°～30°N的地区)主要存在两个模态，其一是在东太平洋和热带美洲上的东西向的偶极型(即东西模态)，另一为东太平洋和热带美洲上的南北向的偶极型(即南北模态)。总结这些结果可以看出，无论冬夏，QBWO主要分布在热带和副热带地区。至于所得到的其他一些不同结论，可能是因为所选择的时间、地域、变量要素以及大气层高度有所不同。

对全球QBWO的时空特征进行研究后，Kikuchi and Wang(2009)指出了全球热带和副热带不同地区所有可能的QBWO模态。该研究指出全球的QBWO对流距平的主导位置在10～30°S、10～30°N，夏季有三个主要模态，即亚洲—太平洋、中美以及副热带南太平洋模态;冬季(南半球夏季)有五个主要模态，即澳大利亚—西南太平洋、南非—印度洋、南美—大西洋、副热带北太平洋和北大西洋—北非模态。当然，这种全球分布是基于OLR资料得到的，用其他变量要素进行研究或许可以得到不同的结论或者新的发现。

1.2 准双周振荡的活动特征

到目前为止，对QBWO的产生和维持机制的理解很有限(Wen and Zhang，2008;Wen et al．，2010)，研究QBWO的活动特征有助于对其产生和维持机制的深入研究。目前研究最多的是关于QBWO的起源和传播等特征。

Blackmon et al．(1984a，1984b)基于北半球冬季500 hPa高度资料的分析后，指出20 d振荡起源于中纬度地区，并有西北—东南向波导存在。武炳义等(1994)对特殊年份的夏季200 hPa纬向风的QBWO进行研究，从90°E的纬向—时间剖面得出源于赤道附近(5°N)的QBWO与源于高纬地区(53～58°N)的 QBWO 在25°N 附近同位相相遇，在 20°N反位相叠加。他们的研究虽然具有一定的时间局限性，但可以说明高纬和低纬地区均可能是QBWO的振源，且QBWO在低纬可能向北传播，高纬可能向南传播。Sultan et al．(2003)和 Janicot et al．(2011)得到的QBWO西传模态并非是西非的局地现象，这一西传模态可能与Wen et al．(2011)得到的起源于东大西洋的东西模态相联系，它沿15°N西传，在加勒比海加强，后在中太平洋消失;同时Wen et al．(2011)得到另一南北模态起源于西太平洋暖池，并东传，在东太平洋加强，到达加勒比海后北移，这可能又与Wu et al．(2009)得到的起源于加勒比海—西大西洋的QBWO相关联。Chen et al．(2004)也曾指出夏季西太平洋是QBWO的源地。Kikuchi and Wang(2009)运用跟踪法(tracking method)研究对流QBWO的全球时空结构后指出，夏季赤道西印度洋和赤道西太平洋是两个主要的源地，且起源于西印度洋的振荡有向沿赤道向东传的特征，在东传的过程中一部分转为向北或西北传播至阿拉伯海或孟加拉湾，一部分转为向南传播至南印度洋;而起源于赤道西太平洋的振荡主要向西北传播，在传播过程中大部分振荡西传至南海，部分振荡转为向东北传播并消失于西北太平洋。那些到达南海的振荡一部分在当地消失，一部分抵达印度洋后与源于印度洋的振荡汇合，而许多源于印度洋的振荡又与部分源于赤道东印度洋或赤道西印度洋的振荡汇合。冬季源于南澳大利亚的振荡向东北方向传播，在传播过程中一部分消失在大陆东北海岸，一部分抵达西南太平洋。源于西南太平洋的振荡东传至新几内亚后并向东/东南传播，最后消失在东南太平洋。另外冬季在西北太平洋和东北太平洋分别有向西北和向东传播的特征，在南非—南印度洋以及北非—北大西洋区域也有向东传播特征，而在印度洋和南美—南大西洋分别有向东南和东北传播的特征。Kikuchi and Wang(2009)的研究足以证明QBWO活动特征的复杂性:不同区域QBWO的起源地和传播方向可能并非是单一的，传播路径也不一定是固定不变的，即使是同一地区其起源地和传播方向也可能是多变的。

很多研究都表明，大气QBWO无论是在纬向传播还是经向传播上都是很复杂的。李崇银和周亚萍(1995)指出热带大气200 hPa和800 hPa纬向风的QBWO以向西传播为主，但也时常可以看到向东传播的情况。热带800 hPa纬向风QBWO在不同地区有着不同的经向传播特征，对于同一个地区，在冬季和夏季一般有近乎相反的经向传播。祁莉等(2008)指出北半球低纬(10～15°N)平均纬向风场的准20 d振荡有显著的西传特征，西风扰动来自西太平洋140～150°E附近，向西传播至90～100°E孟加拉湾地区，这与陈隆勋等(2004)的分析是一致的。同时，115～120°E区域平均准10 d振荡的纬向风扰动也有显著的北传特征，该西风扰动来自赤道。Chen and Chen(1993)指出1979年夏季风对流QBWO的纬向波长为6 000 km，并以4～5 m/s的速度西传，之后Numaguti(1995)和Chatterjee and Goswami(2004)也得到了类似的波长和西传速度。Jiang and Waliser(2009)基于TRMM降水观测资料研究指出东太平洋(140～90°W，0°～30°N)的 QBWO 模态以1.2(°)/d的速度向北传播，并表现出西传特征。Wen et al．(2010)基于OLR资料分析了春季热带印度洋QBWO的演变特征后发现，对流扰动首先发生在西印度洋，并缓慢东移，移至中印度洋之后，又快速北跳至东印度洋。Wen et al．(2010)的研究说明QBWO在传播过程中速度和方向都可能发生变化，可以先慢后快，也可以由纬向传播转为经向传播。占瑞芬等(2008)分析中国东部副热带夏季风降水QBWO的传播特征后发现，无论是QBWO强年还是弱年，其纬向传播均不明显，基本表现为局地振荡特征。

2 准双周振荡对天气气候系统的影响

研究QBWO的重要意义在于其对天气气候的预测及指示作用，QBWO对大范围的长期天气变化及异常有着重要的影响(李崇银，1991)。例如热带QBWO与热带旋生和季风消亡有关(Kikuchi and Wang，2009)、北美 QBWO与美国和墨西哥不同的降水形态有关(Wen et al．，2011)等。以下从QBWO对热带气旋、大气环流以及季风等的影响等方面，对QBWO的研究成果进行总结。

研究QBWO与热带气旋(Tropical Cyclone，TC)活动之间的关系，可以给TC活动的预测提供理论依据。相对于ISO对热带气旋的影响而言，QBWO对其影响的研究相对较少。研究表明QBWO对TC有一定的调制作用，对其生成概率等也有影响。王磊等(2009)指出西北太平洋大气QBWO的不同位相对TC调制作用的显著程度不同，不同位相TC的生成概率也不同。受QBWO的控制，季风槽的位置从西北太平洋东部海域逐渐向西北太平洋西北部地区移动，伴随季风槽的移动，西北太平洋生成TC的平均位置也随之向西北方向移动。另外，QBWO对TC(陶丽等，2012)或台风(赵小平等，2012)路径也有一定影响。

虽然目前QBWO对环流的作用尚不明确，但已经有研究表明QBWO对大气环流有重要影响。Wen and Zhang(2005)发现苏门答腊对流QBWO可能激发热源西部的热带Rossby波，从而导致“大陆桥”和中印半岛南部上空的经向风扰动。随后，Wen and Zhang(2007)研究了QBWO在中印半岛对流建立中的作用，发现中印半岛对流活动与QBWO有紧密联系。热带对流QBWO的湿位相从苏门答腊北移至中印半岛。在中印半岛南部，QBWO引起的异常南风对对流扰动的北移和低层水汽通量的符合均有利。Wen and Zhang(2008)还研究了春季苏门答腊附近热带对流QBWO与热带印度洋上空低层环流的关系。在QBWO的强位相存在关于赤道对称的对流异常加热场，加热场激发的大气Rossby波在对流区域的西边生成两个关于赤道对称的气旋，这两个气旋的发展在850 hPa诱发赤道北部的异常南风和赤道南部的异常北风，从而导致底层风场的辐散，进而减弱了苏门答腊附近的对流，而QBWO的弱位相使得对流加强，这些结论与Gill理论(Gill，1980)是相一致的。可见，QBWO在不同地区对环流的影响是不同的，且其不同位相对环流的影响似乎也不同，这些都值得进一步的研究。近些年，许多学者探讨了QBWO对我国异常天气的影响。纪忠萍等(2007)指出影响广州强冷空气活动主要受QBWO低频波控制，他们建立的广州强冷空气QBWO的大气环流模型较好地反映了广州强冷空气爆发前后QBWO不同演变阶段的大气环流及地面气压场的变化特征。马晓青等(2008)也指出2004/2005年冬季两次主要强寒潮事件是在强QBWO低频振荡背景下发生的。他们的研究还表明QBWO低频波动在40°N南北独立传播，南北波列耦合寒潮全面爆发;寒潮爆发后期QBWO波动引起我国东南部低空辐散异常、高空辐合异常，从而导致我国南部地区偏北风增强，寒潮向南爆发程度和高空东亚急流明显加强。马宁等(2011)指出QBWO与ISO的同位相叠加使得2008年初我国南方的降温更明显。该年冰雪灾害前期我国南方主要受由北方向南传播的QBWO与ISO两种尺度近地面气温低频振荡的共同影响。

另外，早在20世纪70年代，Murakami(1976)就指出QBWO与印度季风的活跃和中断联系密切，此后QBWO对季风影响逐渐引起了学者们的关注。在印度季风活跃期，季风槽明显，其中常有季风低压发生和活动，印度半岛降雨量较多;在印度季风中断期，在印度半岛一般无明显季风槽活动，降雨量较少。印度季风由活跃期到中断期再到活跃期，其时间尺度一般为10～20 d。Gadgil(1988)根据季风的QBWO预报季风潮和季风中断。因此印度季风的活动和中断是季风QBWO的重要表现，也可以说是热带大气QBWO的重要影响(李崇银，1991)。QBWO也可能通过影响季风区的环流来影响季风的活跃和中断。Wen and Zhang(2007)发现中印半岛上空与QBWO相联系的异常南风为对流的发展提供有利的环流，从而有利于夏季风爆发。很多研究都表明QBWO对夏季风的建立尤为重要(Krishnamurti and Ardanuy，1980;Lau et al．，1988;Chen and Chen，1995b;Wu and Zhang，1998;Zhang et al．，2002;Mao and Chan，2005;Lin and Li，2008;Wen and Zhang，2007，2008)。

3 准双周振荡的机制研究

目前，有关QBWO的产生和维持机制研究已经取得了一定的成果。早于1976年，Krishnamurti and Bhalme(1976)用太阳辐射—云的相互作用(可称为云—辐射—对流反馈机制)来解释印度季风的QBWO。他们认为当印度中部少云时太阳辐射较强，大气处于较强的干静力不稳定状态。在此期间，浅薄干对流和对流层中上层的大尺度下沉运动是其基本特征，地面出现热低压活动。当干静力不稳定达最大值时，热低压占主导地位，且季风槽地面气压加深。随着季风槽气压的加深，低层辐合加强，季风变活跃，出现季风雨，云层覆盖增加，到达地面太阳辐射就减弱。降水引起的潜热释放将加强局地经向Hadley型垂直环流，且其上升支位于印度东北部，下沉支位于南半球副热带高压区。上述环流演变将加强越赤道气流和西南季风，并把季风槽推到印度北部，甚至青藏高原;印度中部降水逐渐减少，辐射增加，大气干静力不稳定又将逐渐增加，从而使QBWO现象得以维持。Chatterjee and Goswami(2004)指出QBWO是热带大气固有的模态，并运用模式研究表明蒸发—风反馈和平均气流的垂直切变对QBWO的存在并不起决定性作用，但这些过程能轻微改变QBWO的发生率，并使得其不稳定结构得以维持。无论是云—辐射—对流反馈机制，还是蒸发—反馈机制，都说明QBWO的维持与近地面大气的动力过程有紧密联系。Mounier et al．(2008)指出在东传的赤道大气扰动和陆面过程的共同控制下，非洲东传QBWO模态出现偶极子型。当非洲对流达最低时，少云使得地面短波辐射通量较高，导致地表温度增高，地面气压降低，从而产生东西向的气压梯度，接着引起内陆向东的水汽平流。与Kelvin波相关的正的压强信号从大西洋到达非洲后，可增强低层西风分量和内陆水汽平流，从而导致非洲对流活动的增强，最终发展成反位相的偶极子型。Janicot et al．(2010，2011)也指出西非 QBWO主要受大气动力过程和陆面过程控制。

不同地区QBWO的产生和维持机制也有一定的区别。张韧和喻世华(1992)用动力学方法探讨了夏季西太平洋副热带高压QBWO的产生机制，指出在东亚特定的环流条件下，东亚大陆季风雨带和南海至西太平洋地区热带雨带凝结潜热的热力强迫作用均可激发出准双周CISK波动，其波动动能向东亚大陆副热带地区的频散变化存在一种“自我调整”过程，从而引导西太平洋副热带高压的进退。占瑞芬等(2008)分析了中国东部夏季副热带降水QBWO的维持机制，发现副热带降水的QBWO与西太平洋对流扰动及其激发的低层低频环流场有密切关系，后者在Rossby波和环境流的共同作用下向西北方向移动是中国东部夏季副热带降水QBWO维持的主要原因。当然，不同地区不同季节也可能存在共同的机制来控制QBWO的活动(Kikuchi and Wang，2009)。

很多研究都表明，Rossby波在QBWO(尤其是热带QBWO)的产生和维持中起重要作用。热带外Rossby波引起赤道对流QBWO(Kiladis and Weickmann，1992，1997;Tomas and Webster，1994)，QBWO与赤道Rossby波的西传和赤道外Rossby波列的东传有紧密联系(Kikuchi and Wang，2009)。基于TOGA海气耦合响应试验结果，Numaguti(1995)根据冬季赤道QBWO的结构和传播速度，将其解释为n=1的赤道Rossby波。Jiang and Lau(2008)指出西太平洋对流QBWO活动通过横穿太平洋的Rossby波列将它们的遥影响一直延伸到美国大陆或北美季风区。Wen and Zhang(2005，2008)的研究发现苏门答腊对流处于QBWO的不同位相时，对大气的加热不同。当苏门答腊附近为对流加热(冷却)时，大气Rossby波响应将在热源(冷源)西侧产生气旋对(反气旋对)，低层风场随之在苏门答腊附近辐散(辐合)，进而使得对流强度向相反方向发展。因此认为苏门答腊附近对流以及与其相联系的热源变化所导致的热带环流之间的负反馈过程可能是热带大气QBWO的一种维持机制，同时指出对流扰动及其强迫产生的大气Rossby波所造成的风场之间的相互适应过程可能是热带QBWO的重要维持机制。对流、Rossby波响应和相关的低层环流之间的反馈作用对维持QBWO的结构有重要作用。

一些学者对QBWO经向或纬向传播机制进行了探讨。Webster(1983)把季风的QBWO归结为地面水文过程的影响。他指出，虽然感热分量比其他非绝热加热分量小，但是边界层的感热一般都在最大上升区的前沿输入大气，并使大气不稳定。这样就使得湿对流加热分量在降雨带的前面向北缓慢移动，随着这些加热分量的向北移动，正比于加热总量的上升运动也将向北移动。同时由于降雨后潮湿地面的蒸发冷却使边界层输入大气的感热通量和潜热通量减小，有效地促使对流层大气趋于稳定，也就减少了上升运动区靠赤道一侧的对流加热。他强调了流入到行星边界层的地表热通量的重要作用，它破坏了对流北面得大气稳定度，从而解释了QBWO北传的原因。Kikuchi and Wang(2009)分析指出QBWO的西传模态可根据季风平均气流的赤道Rossby波和对流耦合来理解，东传模态与上游赤道外Rossby波列有关。在副热带地区，正压Rossby波列在QBWO东传模态的发生、发展和传播过程中起重要作用。他们的研究结果表明，热带和副热带动力学在理解全球范围的QBWO系统的活动时是不可或缺的。Susan and Wang(2001)提出海气相互作用可能是QBWO北传的一个原因，但他们实际上讨论的是10～100 d的振荡，即是与ISO一起讨论的，这说明QBWO和ISO可能存在共同的机制。Taylor(2008)和Taylor et al．(2011)用陆—气和辐射—大气相互作用过程来解释西非QBWO模态的维持和西传。与西非QBWO正位相有关的大范围的湿土壤使得地表热通量减弱，低层反气旋性环流将水汽输送到对流区域的前方，从而引起QBWO的西传。Lavender et al．(2010)分析了GCM模式的模拟结果表明，西非QBWO西传模态的存在不依赖与土壤湿度，但土壤湿度和陆—气的耦合对大气的反馈作用有利于QBWO西传模态的生成。他们的模拟结果说明QBWO的西传模态可纯粹由内部大气模态来控制。内部大气的模态可能决定于对流耦合的西传赤道Rossby波。

4 准双周振荡的研究展望

尽管对于QBWO的特征、意义及机理等方面已经有丰富的研究成果，但是不管从结构特征和激发机制，还是从对天气和气候的影响来讲，都是极其复杂的，对于QBWO的研究还需要更深入的研究。以下对QBWO今后的几个研究重点进行了展望。

4.1 特征方面

从前文的综述可知，不论是QBWO的结构特征还是传播特征，都是极其复杂的，都需要进一步研究，且结构和传播等特征的研究还有利于机制的研究。首先，虽然QBWO具有全球性和多季性，但更值得注意的是它的地域性和季节依赖性。不同高度、不同时间、不同变量以及不同区域的结构特征都还没有得到系统性的结论，已有研究表明(李崇银和周亚萍，1995;Wen et al．，2011)大气 QBWO 具有较显著的年际变化特征。因此，QBWO的时空结构及其季节、年际和年代际变化规律需要深入研究。其次，QBWO的起源和传播特征都很复杂。虽然很多研究都表明QBWO有显著的西传特征，但它又不仅仅限于西传，也有东传、北传、南传、以及局地等特征，研究这些特征对更好地理解其产生和维持机制是有益的。由于目前有关研究注重的主要是低纬热带地区，对中高纬度，尤其是高纬度地区的关注还不够，值得继续研究。最后，不同要素QBWO之间可能存在着本质差别(李丽平等，2009)，因此对不同要素所反映的QBWO的不同特征值得深入研究。

4.2 与其他尺度间的相互作用方面

QBWO对大范围的长期天气变化及异常有着重要的影响(李崇银，1991)，其对天气变化的影响显然是其对其他时间尺度作用的一个重要体现。综上可知，QBWO对天气气候有很大的影响，但目前很多方面的研究还不够深入，仍需进一步研究。关于QBWO对我国天气的影响，已有一些研究，并得到了一些有意义的结论。在季节变化背景下，南海地区QBWO的北传，在很大程度上可以影响中国与东亚地区降水事件的发生(丁一汇等，2004)。东亚夏季风的LFO在东亚地区表现为随时间向北传播的“季风涌”，其在不同纬度的量值可以很好地描述当地大尺度降水过程(琚建华等，2005)。在东亚弱季风涌年的主要振荡周期为QBWO，容易造成长江中下游干旱(琚建华和赵而旭，2005)。QBWO对我国高影响天气事件和月季气候形成的作用，虽然已经得到一些有意义的成果，也已有课题正在进行研究并已取得了初步成果，但仍需要进一步深入。事实上，我国降水本身也存在着QBWO，比如长江中下游地区(Yang et al．，2010)的降水。陆尔和丁一汇(1996)分析1991年江淮流域特大暴雨的10～25 d振荡，认为其同东亚夏季风的准双周北传和低频冷空气的向南侵入有关。毛江玉和吴国雄(2005)发现1991年江淮流域湿度场和降雨量变化均存在显著的准双周振荡特征。这些特征及其与其他尺度的相互作用均需要进一步研究。

目前研究最多的是QBWO对其他时间尺度的作用问题，其他时间尺度对QBWO的反馈作用研究涉及很少，需要加强研究。另外，LFO的两个重要组成，即QBWO和ISO之间的关系很密切，Yang et al．(2008)指出南海QBWO和ISO在6—7月有负相关关系。并提出一种可能原因来解释这种反位相关系。因此QBWO和ISO出现的环流背景可能有一定的差别，研究这些差别对理解它们之间的相互关系非常有益，然而QBWO和ISO之间的相互关系仍有待进一步研究。

4.3 研究机理方面

由于QBWO同时具有经向和纬向传播特征，合理的维持机制在解释其维持的同时也应该能够准确的解释其传播机制，但目前能同时很好地解释其维持和传播的机制还很有限，甚至能同时解释其经向和纬向传播的机制也很少，这与QBWO现象的复杂性有很大关系，因此关于QBWO的传播机制的研究很有限，有待于进一步研究。

很多研究已经发现，不论是低纬还是高纬地区，QBWO的垂直结构以相当正压结构为主，但它表现出这种垂直结构的原因还不清楚，有关的研究也很少。尤其是在中高纬度都以相当正压为主的原因还很不清楚，需要进一步研究。李崇银和 Smith(1996)首次对热带QBWO进行模拟后得出，赤道东太平洋暖SST异常可以明显减弱QBWO，同时也使其结构更趋于正压性。外源强迫比较有利于在大气中激发正压不稳定模，将SST异常视为大气的一种外源强迫，也将有利于在大气中产生正压不稳定模，这可能是暖SST异常(El Nino)条件下QBWO更趋于正压的原因。这证明了QBWO与ENSO(El Nino Southern Oscillation)有密切联系，但它们之间的具体相互影响过程仍待研究。另外，已有研究表明(李崇银和周亚萍，1995;Wen et al．，2011)大气 QBWO具有较显著的年际变化特征，但其年际变化的原因仍不清楚，这一直是利用QBWO规律用于指导中期天气预报的障碍，一直以来QBWO的年际变化的原因仍然是一个难点问题，因此需要今后加强并深入研究。

关于中高纬地区QBWO的产生机制，特别是关于大气环流指数循环的研究表明，大气中波和基本气流间的相互作用对于产生QBWO极其重要。因为在没有周期性外力作用下，大气的波动(特别是超长波)与基本气流相互制约的非线性反馈过程，可以产生准周期性的指数循环(李崇银，1991)。由于非线性过程是十分复杂的，因此有关中高纬度地区QBWO的相关机制也有待进加强研究。

4.4 模拟和预测方面

关于LFO的模拟，目前主要关注的是对ISO的模拟研究，对QBWO模拟研究的很少，其作为大气重要的低频系统之一，对其模拟就显得十分重要。但目前对于QBWO的模拟还特别少，值得去探讨。关于QBWO的预报方面，已有一些学者尝试将大气低频变化规律与业务预报相结合，并取得了效果。但这些工作大多侧重于将大气低频振荡信号应用于降水等趋势预报，至今尚很少涉及到QBWO时间尺度的过程预报，且仅限于有限区域的研究，广大区域的QBWO在降水等天气趋势预报中的作用及其过程预报仍需不断的研究。

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