四种客观定量表征阻塞高压方法的对比分析

摘要

阻塞高压（以下简称阻高）是中高纬度大气环流异常经向发展并稳定的形势，阻塞高压维持阶段，可以引起大尺度气团质量和热量的强烈经向交换，导致大范围地区天气气候异常，例如，1998 年夏季中国长江流域大洪水、1963 年和1977 年冬季北美洲强寒潮天气、2003 年夏季欧洲高温热浪以及2008 年初中国南方低温雨雪冰冻等持续性极端灾害天气事件都是在稳定的阻塞高压形势背景下发生的。因此，早在20 世纪40 年代，阻塞高压的问题已经受到气象学者们普遍关注，经典的研究成果一直在实际业务预报中起着指导作用。有关阻塞高压研究的诸多问题中，阻塞高压客观定量表征方法的研究是其中的一个重要课题，这在当今阻塞高压气候变化特征研究和现代天气预报客观监测业务中都显得十分必要和迫切。本文的研究内容和结果如下：（1）以往的阻塞高压客观定量表征方法归纳为距平方法、T&M 方法、动力学方法（PV-θ方法）和环流型方法四种，通过对比分析发现，每一种方法都有其优点和由于通过代数运算构造的客观指数不可避免地带来的缺陷，相对而言，距平法和T&M 方法简单易行，环流型法和PV-θ方法客观识别能力较强，应用前景较好。PV-θ阻高指数，是对过去单纯利用高度和环流特征构造阻高指数的一种新的突破，较强的客观识别能力也满足了应用需求。不管怎样，每种阻高客观检索方法作为一种可识别的方法都具有其可行性，研究者和业务部门可以针对具体情况选取适合的方法。（2）业务部门普遍使用T&M 方法客观识别阻塞高压，然而，此方法在识别阻高时，容易出现虚假的情况，采用高度数值上的代数运算来实现阻塞高压的定量化表征和使用了固定纬度检索阻塞高压是其出现虚假阻高信号的主要原因。在采用此指数进行阻高检索时，依据具体情况动态调整阻塞中心纬度位置可以提高客观识别水平。（3）值得注意的是，本文的主要结论仅根据2008 年1 月1 日至2 月2 日的五次阻塞高压过程分析得到的，今后将加入更多个例，且要注意不同强度的阻塞高压的表征能力的分析。