距离地面10-100km的中高层大气存在着复杂的大气化学反应、丰富的动力学进程及许多有趣的物理现象,对中高层大气特性及其变化过程和内在动力学机制的探索研究,有助于深入理解全球大气变化、大气不同层次间耦合和日地关系等科学问题。由于中高层大气的化学、热力学和动力学复杂和观测资料的不足,人们对中高层大气的特性及其变化的认识仍不全面,在中高层大气的研究中仍有许多需要探讨和研究的问题。其中,平流层爆发性增温(Stratospheric Sudden Warming,SSW)是发生在冬季极区平流层的大气短时间内急剧增温并伴随环流结构突变的一种显著的中高层大气不规则现象。它影响着全球大气层和电离层,比如影响对流层天气系统、平流层微量气体的分布,引起电离层吸收异常。除此之外,SSW在大气层间的耦合过程中也扮演重要角色,与中间层冷却和热层下部的增温有密切关系。本文利用北半球近东经120度链上中低纬5个流星雷达探测的风场数据、欧洲中期天气预报中心的ERA-interim再分析资料和SABER(Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry)大气温度场数据,对2013/2014冬季北半球中高层大气展开研究,观察SSW事件发生时中高层大气的耦合状况及行星波波动状况。分析结果如下:1、SSW期间大气存在水平和垂直方向的耦合,具体表现在温度场上为:SSW发生时,极区平流层温异常增加,中间层异常冷却,而热层也会异常升温。沿经圈方向,低纬度平流层异常降温,而低纬MLT(Mesosphere and Lower Thermosphere)区温度异常增加。除此之外,SABER全球尺度温度场显示了SSW期间中间层附近(~90km)大气温度在经圈方向出现双峰结构,即高纬地区温度异常降低,到低纬温度异常增暖,到赤道附近又会发生冷却现象,在南半球的中纬度,增温现象再次发生。2、两低纬台站的流星雷达风场与HWM07模式中风场状态基本一致。SSW发生时,富克和曲靖的日平均纬向风和经向风都会发生反转。探测到的MLT区(80-100km)上下层的纬向风反转呈相反趋势,低MLT区(约88km以下)主要是由西风反转为东风,高MLT区则是由东风反转为西风。在SSW发生前,高MLT风场出现多次短暂性反转,且反转发生的高度会由上向下扩展,直到低MLT区的西风完全逆转为东风。3、1月极区平流层弱增温前中低纬MLT区大气呈现出明显增强的行星波活动,主要表现为准16日波,且增温达最大时,16日波的强度也最强。经过分析发现,这种准16日波的空间结构与经典理论中的本征模(1,-4)有一定类似但也存在偏差,偏差主要表现在波动幅度峰值所在纬度相对于理论更偏低纬,可见MLT中的16日波动还受到背景大气复杂变化的调制。在水平方向上,流星雷达探测风场的波动相位随着纬度的增加滞后。垂直方向上,波动存在从平流层垂直上传的趋势。大气MLT区的行星波变化和平流层增温发生存在时间上的重叠,暗示MLT区的动力学过程与平流层SSW事件之间可能存在某种联系。4、分析SSW期间北半球平流层的波动和零风线状况,发现平流层准16日波和零风线随时间由低纬向高纬移动。零风线的存在是一种动力学的前置条件,它提供有利于行星波向极区反射的折射率通道。这种零风线和准16日波的移动表明高低纬大气之间动力学驱动过程的耦合。