基于极涡在天气、气候及环境变化中的重要作用,本文通过资料分析、动力统计诊断和数值模拟研究,指出极涡的活动特征及其与阻塞高压、副热带高压、东亚季风等大气环流因子相互之间的动力统计关系;弄清极涡对我国气温、降水变化的影响;探讨海温、极冰对极涡的作用。主要结论如下:(1) 北半球及各分区极涡的面积、强度及位置有着很明显的年际及年代际变化。上世纪70年代中期之前极涡面积、强度基本为上升阶段,之后为下降阶段。极涡呈现偏心结构,极涡中心位置主要偏向亚洲大陆,偏离欧洲大陆,但有较强的偏向太平洋一侧的趋势。(2) 平流层增温期间,平流层极涡受高压挤压可能发生偏移、变形甚至崩溃,在下传平流层增温比非下传增温过程中平流层极涡的变化更剧烈;在下传或非下传的平流层爆发性增温过程中,其对流层环流场及极涡都经历了不同程度的演变,只不过下传平流层增温过程中变化更显著。(3) 极涡与副热带高压、阻塞高压及季风等其他大气环流因子配合起来共同作用于天气、气候及环境。北半球及各分区极涡因子与北半球及各分区副高因子之间基本呈显著的负相关作用。极涡与阻高通常存在负相关作用,冬季极涡与阻高指数之间的相互作用比夏季弱。极涡面积越大(小),东亚夏季风越强(弱);极涡显著加强(减弱),东亚冬季风减弱(加强)。(4) 极涡对我国同期及后期气温和降水均有重要影响。极涡面积与我国气温之间以负相关为主,但不同季节、月份有差异。极涡强度与气温的负相关性弱一些,在某些月份,一些地区呈现正相关。极涡对降水的作用比稍弱一些,但对长江及黄河流域及之间广大区域的作用还是显著的。(5) 太平洋海温对同期及之后北极涡的影响很强,极涡对后期太平洋海温的反馈作用也很强。各月份北极涡对太平洋海温的响应一般滞后2-8个月。影响极涡的海温关键区一般位于Nino区。(6) CAM可以用来对极涡进行模拟研究。通过模拟试验可知极涡对赤道东太平洋海温及极冰浓度很敏感,当给一个赤道东太平洋海温负(正)强迫,极涡的面积、强度均增大(减小);当采用极冰浓度正(负)强迫,年平均极涡的面积指数下降(上升),强度指数上升(下降)。