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user: 4. 1~3波与欧亚关键区阻高的关系 根据前人的研究 [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] ，一般通过500 hPa位势高度来定义和检索阻高，所以我们首先分析超长波与500 hPa位势高度场的关系，主要研究波谱比重异常时500 hPa位势高度的变化，如图2所示。图2给出了30˚N、60˚N上1~3波波谱比重异常(强/弱)情况下，500 hPa位势高度的合成分析。图2显示，当1~3波波谱比重偏大时，乌拉尔山地区有负的位势高度异常，中心值小于−30 gpm，贝加尔湖地区有正的异常，最大值约为20 gpm，并且都通过了90%的信度检验；当1~3波波谱比重偏小时鄂霍次克海地区有正的位势高度异常。所以，当1~3波波谱比重偏强时，乌拉尔山地区位势高度偏低，阻高偏弱，但是贝加尔湖地区位势高度偏高，利于阻高的形成、发展与维持；在1~3波波谱比重偏弱时，鄂霍次克海地区位势高度场偏强，阻高偏强。并且发现60˚N上超长波波谱比重异常时500 hPa位势高度异常更加明显。 图2. 30˚N、60˚N上1~3波波谱比重异常情况下，500 hPa位势高度的合成((a) (b)表示30˚N上1~3波波谱比重强(弱)时，500 hPa位势高度的异常；(c) (d)表示60˚N上1~3波波谱比重强(弱)时，500 hPa位势高度的异常。阴影部分是通过90%的信度检验，等值线间隔5 gpm。) 利用T & M方法检索阻高时可以得到阻高指数，阻高指数GHGS的大小一定程度上能定量化的表征阻高的强度，所以我们也利用此指数，来研究1~3波与欧亚关键区阻高强度的关系。 表4展示了30˚N、60˚N上1~3波波谱比重与欧亚关键区阻高指数累积值的相关系数，其中仅有3个相关系数(冬季30˚N上、60˚N上1~3波波谱比重与乌山地区阻高指数累积值及年均60˚N上1~3波波谱比重与鄂海地区阻高累积值)通过了90%的信度检验，有一定的统计学意义。冬季30˚N上1~3波波谱比重与乌山累积阻高指数呈负相关关系，当冬季30˚N上1~3波波谱比重越大(小)，乌山地区阻高指数的累积值越小(大)，阻高强度越弱(强)。但60˚N上情况正好与30˚N的相反正好相反，呈现明显的正相关。年均60˚N上1~3波波谱比重与鄂海阻高累积指数呈明显的负相关。 Table 4 The correlation coefficients between 1 - 3 wave spectral proportions at 30˚N and 60˚N and cumulative blocking indexes in Eurasian region 乌拉尔山 贝加尔湖 鄂霍次克海 30˚N 年均 −0.219 0.117 0.015 冬季 −0.384 * 0.129 −0.248 60˚N 年均 0.069 −0.076 −0.33 * 冬季 0.283 * 0.242 0.049 表4. 30˚N、60˚N上1~3波波谱比重与各地区累积的阻高指数的相关系数 * 是代表通过了90%的信度检验。 以上的研究都充分证明1~3波与中纬度阻高有密不可分的关系，而且年均与冬季的还存在差异。但是1~3波中单波与阻高的关系在上述的研究中是无法呈现的，有研究 [ 39 ] 表明冬半年阻高多是受2波控制，可以用2波波长代表阻高的波长。接下来我们将分别研究1、2、3波分别与欧亚关键区阻高的关系。 表5展示了1、2、3波的波动振幅与欧亚各关键区累积的阻高指数的相关系数。从表中我们可以得到3点结论： Table 5 The correlation coefficients of the amplitudes of 1， 2 and 3 wave and the accumulated blocking indexes in each are 北纬 乌拉尔山 贝加尔湖 鄂霍次克海 30˚N 1波 年均 −0.140 0.143 0.274 冬季 0.356 * 0.254 0.428 * 2波 年均 −0.072 −0.046 −0.135 冬季 −0.254 −0.100 −0.044 3波 年均 −0.082 −0.014 −0.445 * 冬季 0.054 −0.054 −0.098 60˚N 1波 年均 0.374 * 0.048 −0.300 * 冬季 0.339 * −0.317 * −0.340 * 2波 年均 0.171 0.078 0.125 冬季 0.345 * −0.253 0.304 * 3波 年均 −0.462 * 0.002 0.257 冬季 −0.313 * 0.224 0.572 * 表5. 1、2、3波的振幅与各地区累积的阻高指数的相关系数 1) 与贝加尔湖地区相比，乌拉尔山及鄂霍次克海地区累积的阻高指数与1、2、3波波动振幅的关系更为紧密，贝湖地区累积阻高指数只与冬季60˚N上1波振幅呈现明显的负相关，这在一定程度上说明乌山及鄂海2个关键区阻高与超长波的关系更为密切； 2) 在冬季乌山和鄂海地区累积阻高指数与30˚N上1波振幅有显著的正相关关系，鄂海地区累积阻高指数与30˚N上年均3波的振幅有明显的负相关； 3) 无论是年均还是冬季，60˚N上乌山地区累积阻高指数与1波振幅呈现明显正相关关系，与3波振幅有明显负相关关系。鄂海地区的情况正好与乌山的相反，与60˚N上1波振幅有明显负相关，与3波振幅有正相关关系，尤其冬季更加显著； 无论是沿着30˚N还是60˚N做波谱展开，1、3波的波动振幅与累积的阻高指数相关系数要高于2波的，表明1、3波与阻高的密切程度要大于2波的，这可能与前人 [ 21 ] [ 22 ] [ 40 ] 的研究结论有些出入，例如在引言中提到的曹杰 [ 21 ] 的研究表明夏季东北亚阻高以纬向2波为主，张培忠等 [ 23 ] 则认为夏季代表阻高的波动是5波而不是2波。这主要是由于各个研究者采用的资料年限、选用的阻高方法以及研究的角度不尽相同造成的。但总之，本文的结论凸显了年均及冬季的阻高与1、2、3波振幅的关系。 根据表5的结论我们将与欧亚关键区阻高紧密联系的大气超长波提取出来，探求其振幅异常时500 hPa位势高度的变化，结果如图3所示。当冬季30˚N上1波振幅偏大时(图3(a))，乌山地区GPH异常偏高，可能会导致乌山阻高偏强；1波振幅偏小时(图3(b))，乌山以东及贝湖以西地区有小范围的GPH负异常，可能使该地区阻高偏弱。当年均60˚N上1波振幅偏小时(图3(d))，乌山地区GPH有明显的负异常，阻高偏弱。当冬季60˚N上1波振幅偏大时(图3(e))，乌山地区GPH呈现明显的正异常，可能会致乌山阻高偏强；1波振幅偏弱时(图3(f))，乌山地区GPH偏低，阻高偏弱。无论年均还是冬季，当60˚N上3波振幅偏强(图3(g)/(i))/(偏弱，图3(h)/(j))时，乌山及鄂海地区GPH明显负(正)异常，两个地区阻高偏弱(偏强)，贝湖地区GPH呈现明显正(负)异常，使贝湖阻高偏强(偏弱)，并且冬季的表现更加显著。 图3. 当冬季30˚N上1波(图3(a)、(b))，年均(图3(c)、(d))及冬季(图3(e)、(f))60˚N上1波，年均(图3(g)、(h))及冬季(图3(i)、(j))60˚N上3波振幅异常时，500 hPa位势高度的合成(图3(a)/(c)/(e)/(g)/(i)表示波谱比重偏强时500 hPa位势高度的合成；图3(b)/(d)/(f)/(h)/(j)表示波谱比重偏弱时500 hPa位势高度的合成。等值线间隔10 gpm，阴影部分表示通过了90%的信度检验。) 不同持续时间的阻高对天气的影响是不同的，一般来说阻高持续时间偏久，强度偏强可能会导致极端天气事件出现，会对人民的生命财产安全产生极大的威胁 [ 41 ]。所以本文也从阻高持续时间角度将阻高进行了分类研究。表6给出了乌山阻高不同持续时间对应30˚N、60˚N上各波数波动振幅的大小。从年均角度出发，当乌山阻高持续时间由4天增加至7天时，30˚N上1波、3波振幅分别增加45%，108%。但是2波振幅由11 gpm缩小至6 gpm。60˚N上各波振幅要远大于30˚N上的，且当阻高持续时间增加至7天时，3个波都有不同程度的增加，2波振幅增加最显著，由29 gpm激增到83 gpm并且成为3个波中振幅最大的。不同季节可能会有一定的差异，冬季的情况和年均的就不尽相同。在冬季，当乌山阻高持续时间为4天时，30˚N上1波振幅最大，2、3波相差不多。当阻高持续时间增加到7天时30˚N上1波振幅增加了19%，3波振幅减小了13%。 Table 6 The amplitudes of ultra-long wave amplitudes at 30˚N and 60˚N for Urals blockings with different duration 年均 冬季 30˚N 60˚N 30˚N 60˚N 持续天数(天) 4 7 4 7 4 7 4 7 1波振幅(gpm) 29.152 42.004 54.841 78.572 72.068 86.862 105.980 78.842 2波振幅(gpm) 11.000 5.952 28.859 83.102 25.861 3.191 112.182 129.876 3波振幅(gpm) 7.746 16.027 17.671 28.752 23.801 20.094 36.815 6.954 表6. 不同持续时间的乌山阻高对应30˚N、60˚N上各超长波振幅的大小 2波变化最为明显，从26 gpm减小至3 gpm。60˚N上各波振幅变化呈现出与30˚N的完全不同的状况。当阻高持续4天时，1波、2波的振幅分别为106 gpm、112 gpm，3波振幅偏小为37 gpm。当阻高持续时间增加至7天时，2波振幅由112 gpm增加到130 gpm，增加了16%，1、3波振幅均有不同程度的减小。从以上分析可知60˚N上2波振幅与乌山阻高持续时间有密切的关联，60˚N上2波振幅的增加可能会导致乌山阻高持续时间增长。这与黄荣辉等 [ 42 ] 得出的阻塞形成时行星波2波异常增幅的结论是吻合的。