使用NCEP/NCAR再分析资料, 对53年(1958?2010年)冬季的平流层北半球环状模(NAM)正、负异常下传期间乌拉尔山阻塞高压的活动特征分别进行合成分析。结果表明, 在平流层NAM负异常下传期间, 阻塞高压事件的发生频次更高, 生命期更长, 并且在空间上发展得更加深厚。阻塞高压崩溃之后, 冷空气主体偏北, 所造成的我国北方地区降温也更强。通过对E-P 通量分析发现, 在NAM负异常下传期间, 乌拉尔山区域的波动更容易向上传播, 更有助于对流层乌拉尔山阻塞高压的维持和发展。这些结果对利用平流层环流异常信号预测我国北方冬季短期气候变率, 尤其是寒潮天气有重要意义。

为了研究平流层环流异常对东北冷涡的影响, 使用NCEP/NCAR(1958?2010年)再分析资料(日平均、月平均位势高度场及温度场), 对平流层NAM (northern hemisphere annular mode, 北半球环状模)异常期间东北冷涡的活动特征和三维空间结果进行了统计和合成分析。结果发现, 与平流层NAM正异常相比, 在平流层NAM负位相异常期间, 东北冷涡发生的频次更多和持续天数更长, 强度也更强。对平流层NAM不同位相异常期间的合成分析表明, 在平流层NAM负位相异常期间, 东北冷涡强度更强, 与平流层环流异常联系更紧密。同时平流层NAM负位相异常期间, 有强的行星波活动, 行星波的活动促进和加强了东北冷涡的发展。研究结果对使用平流层NAM异常预测冬季东北冷涡有重要意义。

大气平流层臭氧的严重损耗将导致到达地面的太阳紫外辐射增加已经是公共社会普遍关切的问题。最近几年，平流层臭氧损耗能否对对流层大气环流和气候产生重要影响也引起了广泛的重视，并且已成为大气科学的一个热点问题。观测研究表明近二三十年来在两极臭氧严重损耗的季节，地表气温有明显的变暖趋势，也就是欧亚大陆1—3月份和南极半岛12—5月份的地面温度呈现显著增温。这些增温趋势很可能是平流层两极的严重臭氧损耗造成的。当然，这些增温并非是由臭氧损耗的辐射效应直接造成的，而是通过波－流相互作用以及平流层－对流层相互作用等动力学过程实现的。大量的数值模拟工作也对此问题进行了研究，一些模拟结果与观测结果基本一致，另一些则发现平流层臭氧损耗的强迫作用较弱，也有模拟工作认为其他外界强迫如温室气体增加和热带海面温度升高也非常重要。作者综述了这一研究领域在近几年的最新研究进展，总结有关的观测分析和数值模拟结果，阐述平流层极地臭氧损耗可能影响地面温度的物理机制，以及澄清各种争论要点。

以一次黄海气旋发展过程作为研究对象，利用MM5数值模式对此个例数值模拟结果，使用五维大型可视化系统LiveView这一新的可视化手段，力图较详细的揭示此事件中发生的平流层空气干侵入现象，探讨其发生原因及在这次气旋快速发展中所起的作用。文中给出“干侵入”的各种水平剖面和垂直剖面以揭示其三维的热力学和动力学结构。并采用轨迹分析方法，较完整地揭示了“干侵入”过程中空气块的运动。探讨了发生“干侵入”的机制和它与气旋发展之间的关系。结果表明，干侵入是影响气旋发展的重要因素之一。