采用的是美国国家环境预报中心-能源部（National Centers for Environmental Prediction-Department of Energy， NCEP-DOE）提供的1979 -2019年逐日的位势高度、 风（包括u， v）、 温度（T）等资料（Kistler et al， 2001）。该资料水平分辨率是2.5°×2.5°， 在垂直方向上分为17层（1000， 925， 850， 700， 600， 500， 400， 300， 250， 200， 150， 100， 70， 50， 30， 20， 10 hPa）， （https： //psl.noaa.gov/data/gridded/data.ncep.reanalysis2.html）。NCEP-DOE再分析资料已经被广泛应用到类似的研究中， 获得了丰硕的科研成果（Zhou et al， 2009； Huang et al， 2017）。

阻高的发展与热量输送是分不开的， 图2显示出温度平流输送对阻高发展起着至关重要的作用。其次阻高本身是中高纬度非对称的暖性高压系统， 其活动往往会伴随着热量的南北交换（Rex， 1950； Charney and Devore， 1979）， 接下来主要研究一下不同生命期乌山阻高发生期间定常温度（T^* ）和定常热量通量（v^*T^* ）的纬向-高度分布。v^*T^* 为正时代表定常热量通量向极（北）输送， 反之， 为负时代表向赤（南）输送（王林等， 2007）。将T^* 、 v^*T^* 及两类阻高的热量差异在乌山关键经度范围40°E—80°E做平均即得到了图3， 从图3（a）、 3（b）可以看出， 无论冬季乌山阻高生命期的长短， 在中高纬度区域， T^* 在整个呈现“上冷下热”的分布， 在对流层上层有一个冷空气汇集中心， 此冷中心可能与极涡有关（Li et al， 2020）。300 hPa以下被暖空气占领， 符合阻高暖性特性。在中纬度地区300 hPa以下温度梯度 \left(-\frac{\partial T}{\partial y}\right)在阻高期间是小于0， 根据热成风公式 u_T = R \left(-\frac{\partial T}{\partial y}\right)， 其中u_T 为热成风， R为气体常数， 热成风在减小， 根据热成风原理中纬度地区西风减弱， 为阻高活动提供了有利的背景环流， 益于经向环流加强进而促进阻高的维持。0 K等温线贯穿整个对流层， 高层的冷空气沿着阻高的南沿向下输送直至地面， 在地面形成一个冷空气堆， 中心纬度约为50°N， 该冷空气堆为西伯利亚冷高压的一部分（Takaya and Nakamura， 2005； 朱红霞等， 2019）。当阻高崩溃后， 切断了高层向地面输送冷空气的通道， 使冷高压减弱， 冷空气四散， 使大面积区域气温下降， 甚至发生寒潮等冷空气事件， 对农业生产， 交通等会造成极大的影响（马宁等， 2011； 施春华等， 2016）。极涡、 阻高和西伯利亚冷高压作为寒潮天气模型的重要天气系统， 它们之间是相互联系， 相互影响的， 三个天气系统合理配置会引发极端冷空气事件发生（王嘉禾， 2018）， 这应该引起广泛的关注。在研究v^*T^* 时发现［图3（d）， （e）］， 在阻高发生期间， 在60°N附近有定常热量通量的辐合， 热量的辐合、 堆积有利于阻高暖心结构的建立， 益于阻高维持。

对比分析冬季不同生命期乌山阻高T^* 及 v^{*} T^{*}差异分布［图3（c）， （f）］时发现， T^* 及v^*T^* 分布模态大体一致， 尤其是T^* 的分布情况， 但是长生命期期乌山阻高T^* 明显大于短中生命期的， 长生命期阻高引导更多的冷空气从高层向下传播。与短中生命期阻高相比， 在长生命期阻高过程中， 对流层中上层40°N -60°N间v^*T^* 向北输送明显增多， 同时60°N以北定常热量通量向南输送显著增多。在双重作用下， 长生命期阻高期间中纬度定常热量通量的辐合较短中生命期的明显偏大， 所以在对流层中层乌山阻高关键区域有更多的热量辐合， 使阻高维持时间越久。由此得出阻高维持长短与中纬度对流层中层定常热量辐合有密切关系。

阻高终是大气经向环流异常的产物， 同时阻高活动也会带来动量的南北交换， 所以研究动量的分布特征是有必要的。与热量类似， 也将u^*v^* 和u^* 及两类阻高的动量差异做了40°E -80°E的平均（图4）。与定常热量通量输送方向表达一致， u^*v^* 为正时代表定常动量通量向极（北）输送， 为负时代表向赤（南）输送（王林等， 2007）。从图4（a）和（b）中发现中纬度区域整个对流层几乎被正的定常动量通量控制， 输送的最大值大约在300 hPa上， 70°N以北区域定常动量通量向南输送， 因此在70°N附近有定常动量的辐合。图4（d）和（e）展示的u^* 沿纬圈分布呈现“-、 ＋、 -、 ＋”， 两条正u^* 中心分别位于300 hPa， 25°N； 300 hPa， 70°N， 这两条正 u^{*}分别为副热带急流和极锋急流。中纬度地区定常西风呈负值， 说明中纬度区域纬向西风偏弱， 利于阻高的发展。同时也发现， 极锋急流中心恰好与高纬度的定常动量通量辐合中心重合， 说明定常动量通量输送与极锋急流有很强的联系。

对比分析发现［图4（e）， （f）］， 长生命期阻高发生期间中纬度定常动量通量向北输送要显著大于短中生命期的， 最大值已经达到了50 m²·s^-2， 并且70°N以北向南输送的u^*v^* 增多， 所以在长生命期阻高过程中70°N附近定常动量通量辐合偏多， 进而会影响极锋急流的位置和强度。另一个明显的差异是20°N -40°N区域， 长生命期阻高较短中生命期的有更多的定常动量通量向北输送， 这是由于短中生命期阻高过程在20°N -40°N区域内定常热量通量向南输送， 但是长生命期阻高期间该区域u^*v^* 向北输送导致的。由此说明副热带急流向阻高区域输送动量助阻高长时间维持， 副热带急流向中纬度输送动量是阻高长时间维持的关键。两类乌山阻高期间副热带急流变化不大， 那是因为副热带急流的维持主要依靠Hadley环流（Newell et al， 1972）， 定常和瞬变涡旋对其影响不大。但是极锋急流的维持主要靠定常、 瞬变涡旋（杨纬等， 2014）。两支急流不同的形成机制使得它们在两类生命期乌山阻高期间呈现相反的表现。

为了进一步研究动、 热量通量是如何影响阻高发展的， 利用了准地转位势倾向方程：

式中： Z、 g和f分别代表位势高度、 重力加速度、 科氏参数； \sigma = - \left(\frac{\alpha }{\theta }\right) \left(\frac{\partial \theta }{\partial p}\right)代表静力稳定度； θ代表位势温度， 只与气压p有关； α是固定体积。Song et al （2015）已经利用上式分析东亚大槽涡旋可能的反馈强迫影响。涡旋强迫项D可以被分解成涡流热通量D ^HEAT和动量涡流通量D ^VORT：

式中： \tilde{\overline{S}}代表 - \frac{\partial \overline{\theta }}{\partial p}质量的半球平均； \mathrm{\zeta }代表涡度； V代表水平风速； “ \overline{{\mathit{V}}^{\text{'}}{\theta }^{\text{'}}} , \overline{{\mathit{V}}^{\text{'}}{\zeta }^{\text{'}}}”代表瞬时热量通量、 瞬时涡旋通量的时间平均值； {\mathit{V}}^{\text{'}} , {\theta }^{\text{'}}， {\zeta }^{\text{'}}分别表风速、 位势温度和涡度偏离各自气候态的异常值。如果只考虑经向通量和区域效应的影响， 方程可以被改写成：

因为 \left\{v^{*}{\zeta }^{*}\right\} = - \frac{\partial }{\partial y} \left\{u^{*}{v}^{*}\right\}， 准地转位势倾向方程可以写成如下方程：

式（6）表明位势高度与热、 动量随纬度变化有关。将式（6）等号右边进行傅里叶展开， 当只考虑位势高度与热量变化的关系时， 上式可以改写成：

在阻高期间， 中纬度对流层中层 - \frac{\partial }{\partial p} \frac{\partial }{\partial y} \left\{v^{*}{T}^{*}\right\}是大于0， 尤其长生命期阻高期间更为明显， 说明位势高度Z将随着时间增加而增大， 利于阻高的发展与维持。

类似上面讨论热量与阻高的关系， 当只考虑动量对位势高度的影响， 上面的方程可以改写成：

式（8）展示了位势倾向与定常动量通量有直接关系。中纬度地区u^*v^* 均大于0， 表明位势高度将增大， 阻高增强。长生命期乌山阻高期间平均u^*v^* 大于短中生命期的， 利于阻高维持， 理论与图解相互印证。

图5展示了冬季不同生命期乌山阻高T^* 及两类阻高 T^{*}差异在对流层中上层上的经-纬向分布。T^* 沿60°N纬圈呈现“＋、 -”的分布模态， 0° -80°E为正的T^*， 定常温度偏高， 最大值为+3 K， 80°E -180°为负值， 冷空气中心大致位于130°E。冬季乌山阻高的主体就位于40°E -80°E， 阻高是暖性高压， 这恰好与T^* 的正值范围分布吻合。至于阻高以东的冷空气中心可能是由高纬度地区的冷空气沿着阻高前沿的西北气流南下导致的。随着高度的降低， T^* 正中心数值略有增加， 范围扩大明显， 冷中心温度下降更为显著， 从-3 K降至-8 K。从侧面证明了冬季乌山阻高所控区域的升温幅度较阻高影响下游区域的降温幅度是小的， 更加突出了研究冬季乌山阻高的必要性， 对低温天气的预测与监督有重要指示作用。

对比冬季短中、 长生命期乌山阻高期间T^* 的分布， 发现长生命期乌山阻高期间， T^* 的负值区域增大， 且高度越低越明显， 表明阻高持续时间越久， 会引导更多的冷空气南下， 冷空气强度越强影响范围越广， 这也符合长生命期阻高引发的冷空气事件较短中生命期的较强这个客观事实， 更加突出了本文将冬季乌山阻高按其生命期长短分为长、 短中的研究必要性。

图6展示了另一个热力物理量——定常热量通量（v^*T^* ）及两类阻高差异， 于冬季两类乌山阻高在对流层中上层不同层次上的分布。无论阻高生命期长短， 中纬度区域v^*T^* 的半球分布呈现“-、 ＋”交替。300 hPa层次上v^*T^* 的输送明显依赖“-、 ＋、 -、 ＋”的波列， 但400 hPa及500 hPa上则“-、 ＋、 -、 ＋、 -、 ＋”波列输送占主导。综合图5、 6， T^* 的负中心与v^*T^* 的正中心相吻合， 说明120°E附近大量定常热量向极输送可能与温度降低有关。大量的定常热量通量向极输送迫使冷空气向南， 为冷事件的爆发做好物质准备。从图6（a）和（d）或图6（b）和（e）还发现， 45°E、 60°N附近区域在300或400 hPa两个层次上有反向的定常热量通量的输送， 结合图3（a）或 （b）分析， 反向的v^*T^* 输送可能与定常温度异常有关， 阻高期间300 hPa以上温度负异常， 300 hPa以下温度正异常。

对比冬季不同生命期乌山阻高期间定常热量通量［图6（c）， （f）， （i）］发现， v^*T^* 的分布模态大体一致， 但是量级略有差异。这与图3的分析结果是不矛盾的， 因为图3注重垂直方向的定常热量通量输送， 而图6则看重不同层次上的v^*T^*。热量输送对阻高的维持起到重大贡献是毋庸置疑的， 但更多的体现在对流层中层热量辐合的垂直叠加作用， 而不是不同层次上定常热量的南北输送， 也就是说乌山阻高的维持更多依赖于定常热量通量辐合在垂直方向的堆积［图3（d）， （e）］， 毕竟阻高在垂直高度上连续的。与短中生命期阻高相比， 长生命期阻高期间60°N附近向极输送的定常热量通量明显偏大， 更多的热量向南输送为阻高的维持提供热量支持。

接下来分析冬季两类乌山阻高期间平均定常动量通量及差异在对流层中上层不同层次上的分布特征（图7）。从图7可以看出， 乌山阻高关键区（40°E -80°E， 40°N -80°N） u^*v^* 呈现“＋、 -”交替， 四角对称分布格局， 可能是因为阻高系统气团外形类似椭圆， 四角曲率较大， 风速较强。u^*v^* 沿60°N纬圈分布呈现“＋、 -、 ＋、 -”， 表明定常动量的输送与热量类似也依靠波列来完成。随着垂直高度的降低， u^*v^* 输送量在减少， 可能是因为高层风速较大， 动量输送较多。

与短中生命期阻高期间平均定常动量通量的输送对比［图7（d）， （e）］， 长生命期阻高期间乌山关键区平均u^*v^* 的向极输送量偏大， 通过显著性检验， 并且乌山阻高关键区西北—东南区域正的 u^{*} v^{*}连为一体， 将剩余2区域负u^*v^* 分隔开。短中生命期阻高期间u^*v^* 分布正好相反， 由此推测乌山关键区西北—东南向极的u^*v^* 相互补充是冬季乌山阻高长时间维持的关键。

研究动量通量的输送离不开纬向风的研究， 图8展示了冬季短中、 长生命期乌山阻高期间平均定常纬向风及差异在对流层中上层的分布。从图8可以看出， 沿60°E极地至赤道u^* 呈现“＋、 -、 ＋”的分布， 中纬度区域正是因为阻高的存在迫使纬向风减小。定常纬向风也是随着高度的降低而减小， 那是因为高度越低， 摩擦、 扰动等作用越强从而导致风速越小。

冬季长生命期乌山阻高期间的定常纬向风的分布与短中生命期的类似， 但是长生命期阻高期间偏极地的正的u^* 略小于短中生命期的， 极锋急流偏小为中纬度经向环流增强创造良好条件， 利于阻高向更北区域伸展， 阻高维持时间更久。

冬季短中、 长生命期乌山阻高期间的定常热、 动量输送特征已列在图9中。极锋急流偏弱， 对流层中上层定常热量通量辐合偏多， 20°N -40°N有定常动量通量向北输送， 对流层中上层各层次上乌山阻高关键区东北—西南向极动量输送连为一体是冬季长生命期乌山阻高期间4个主要的热、 动力特征。