阻塞的长期变化特征及其机理研究

阻塞的发生与大尺度环流背景（急流、行星尺度定常波等）有关，阻塞生命的发展和维持与上游涡动强迫（风暴路径）密切相关。全球和区域大气环流背景的变化必然对阻塞活动产生影响，因此有必要研究阻塞的长期变化和趋势。本项目将系统分析北半球各个区域阻塞的长期变化特征，探索阻塞活动与NAO，ENSO，PDO活动的在空间和时间上的关系，并进一步从背景流、行星尺度波和天气尺度波动等方面探讨与阻塞的生命活动有关的大气环流变化对阻塞活动影响的动力学机制。其中将着重分析对我国气候产生影响的乌拉尔山、亚洲大陆阻塞和鄂霍次克海阻塞的长期变化特征和原因。.本项目的研究将系统揭示北半球各个区域的阻塞，尤其是对我国天气气候产生影响的阻塞活动的长期变化特征及其可能原因。为我国灾害性天气的预报提供参考。

本项目分析了北半球阻塞活动的平均特征和阻塞个例的动力学特征。北半球冬季主要的阻塞活动中心为大西洋、欧洲、乌拉尔山地区和中部太平洋地区。大西洋欧洲地区阻塞最频繁。阻塞活动的季节差异表现为大西洋和太平洋地区冬夏季节阻塞活动频繁，秋季最少。乌拉尔山地区夏季阻塞活动频繁。阻塞强度冬季最大。阻塞活动的年际变化表现为：北半球冬季阻塞活动频率呈下降趋势，且强度在70年代中期后减弱。夏季大西洋阻塞频数呈弱上升趋势，乌拉尔山阻塞相反，太平洋阻塞强度呈增强趋势。诊断分析显示，阻塞关键区和上下游为弱西风区，南北侧西风较强且在强盛期最强。西风动量和感热输送主要发生在上游和北侧；感热输送在发展期较强，成熟期减弱。阻塞发展阶段，其关键区上游存在向东和向北的负涡度输送，衰减期则转换为正涡度输送，导致阻塞强度减弱。. 本项目进一步研究了冬季阻塞活动在北大西洋涛动（NAO）及ENSO不同位相的差异，主要结论如下：NAO主要影响大西洋、欧洲及乌拉尔山地区阻塞。NAO负位相时期阻塞活动在大西洋地区较频繁。正位相时期大西洋阻塞活动被抑制，欧洲阻塞活跃，乌拉尔山阻塞活动显著减少。NAO正指数从加强到减弱，欧洲大西洋阻塞活动中心发生西退的现象。大西洋阻塞随NAO指数的上升而减弱，欧洲阻塞则相反。ENSO负（正）指数对应太平洋冬季阻塞发生频率高（低）。冬季太平洋阻塞强度La Nina年比El Nino年大。El Nino 年冬季阻塞易于出现在东北太平洋和北美大陆沿岸，La Nina 年多发生在中太平洋偏向鄂霍次克海地区。.本项目还探讨了夏季乌拉尔山阻塞对河套地区降水的影响以及大西洋阻塞对欧洲地区冬季极端低温的影响，主要结论为：河套地区极端降水与季节平均降水方差增加有关。夏季极端降水频繁年份乌拉尔山以东及日本以西存在高压异常，中纬度经向型环流特征比非极端降水年份强的。水汽输送的通道来自孟加拉湾和我国东部海面。小笠原高压提供了自东部海面向河套地区输送水汽的通道，增强了河套地区的水汽辐合，导致了该地区的极端强降水。小笠原高压的发展与乌拉尔以东地区的阻塞活动有关。西北部欧洲极端冬季低温发生是平均温度降低和方差显著增加的结果。大西洋东部阻塞提供了有利于降温的持续性环流条件，7-31天及2-7天扰动所产生的水平冷平流是导致局地温度下降的主要原因。