《Atmosphere》：Trends and Shifts in Blocking Metrics in the Southern Hemisphere Derived from the ERA5 and the NCEP/NCAR Reanalysis for the 1940–2022 Period
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阻塞（blocking）是气候变化的尺度指示因子，其伴随的极端天气可影响邻近及远端区域，因此估算其长期趋势与突变具有预报价值。研究人员基于ERA5与NCEP/NCAR再分析（reanalysis）的500 hPa场，在1948–2022年推导南半球（South
阻塞（blocking）是气候变化的尺度指示因子，其伴随的极端天气可影响邻近及远端区域，因此估算其长期趋势与突变具有预报价值。研究人员基于ERA5与NCEP/NCAR再分析（reanalysis）的500 hPa场，在1948–2022年推导南半球（Southern Hemisphere, SH）阻塞强度与出现频次。年序列中两套再分析均在140° E显示阻塞增强（ERA5为3.40 m decade?1，NCEP为5.20 m decade?1），季节趋势多限于太平洋扇区。阻塞出现频次的突变强于强度突变，最显著为1976/77气候突变——与太平洋年代际振荡（Pacific Decadal Oscillation, PDO）突变同步——在多个太平洋经度提高阻塞频率，180° E增幅可达约23 blockings per year。结果表明近未来阻塞将更强且更频繁，尤其70° W的南美南部可能出现更多极端天气，扰动供应链与生产。
研究背景方面，阻塞是持续大气现象，常伴极端天气；作为气候变化大尺度指示因子，其时空演变对全球变暖框架下的灾害评估至关重要。既有文献多估算趋势，IPCC指出检测方法会影响阻塞空间分布与趋势幅度，并预估南半球太平洋扇区春夏季阻塞减少；但南半球阻塞时间序列中的突变（shift/break/jump）研究此前几乎空白。由于两套再分析在资料同化、分辨率与卫星前时代观测稀疏性上存在差异，趋势与突变结论可能不一致，因此有必要用统一方法同时评估线性/非线性趋势与突变，并关联环流指数（Circulation Index, CI）以理解驱动机制。研究人员在《Atmosphere》发表该研究，补充了1940–2022年南半球阻塞气候诊断。
关键技术方法上，研究人员以500 hPa日数据按每10°经度构建年与季节（DJF、MAM、JJA、SON）阻塞强度（阻塞指数Blocking Index, BI均值）与出现频次序列，设至少3个BI值才算均值、序列至少5个元素；趋势检测用Spearman秩相关（Spearman rank-order correlation, SROC）系数ρ并配合线性回归斜率检验，显著性取95%；突变检测采用10–30年尺度的regime shift方法，以平均方差与Student t临界值判断两时段均值差异，用regime shift index（RSI）累积归一化异常确认持续性；环流侧选取南极涛动（Antarctic Oscillation, AAO）、偶极子模态指数（Dipole Mode Index, DMI）、Madden–Julian Oscillation（MJO）十指数、PDO、准两年振荡（Quasi-Biennial Oscillation, QBO）、南方涛动指数（Southern Oscillation Index, SOI）的年会序列，样本分别来自ERA5（1940–2022，NCEP为1948–2022）与NOAA/PSL等公开气候指数档案。
3.1 趋势定位：阻塞强度
年序列中ERA5仅在140° E有线性趋势?3.40 m decade?1（负BI意即增强），无单调配对；NCEP在140° E、180° E、70° W均有负线性趋势，140° E为?5.20 m decade?1且具单调下行。季节上，DJF太平洋扇区两数据集在170° E均有上行4.60 m decade?1；MAM、JJA、SON趋势经度分散，ERA5与NCEP少有重合，说明阻塞强度趋势对再分析产品高度敏感、鲁棒性差。
3.1.2 阻塞出现频次
ERA5年频次多在150° E、180° E、80° W、70° W呈上行（最高2.10 blockings per decade）；NCEP年频次在170° E—170° W呈上行、130° W下行。季节中MAM南美东南部40° W下行，SON 150° W两集均下行（?1.50、?1.80 blockings per decade）。结论：除太平洋春委外，ERA5多数区域阻塞更频繁；NCEP结果混合，趋势再分析依赖性同样明显。
3.2 突变定位：阻塞强度
仅太平洋扇区检出。ERA5在1957/58国际地球物理年（International Geophysical Year, IGY）前后180° E有上行（减弱）突变，反映再分析对新观测注入的敏感；NCEP无IGY附近突变，180° E 1960年代—1970年代强化与ERA5 1967近似，量级?17.82与?18.27 m year?1。
3.2.2 阻塞出现频次
1976/77为最显著上行突变：180° E跨20个尺度、ERA5均值+22.90 blockings per year，NCEP +21.65；170° E、170° W、160° W、140° W、130° W同步上行。1990年代太平洋扇区出现下行突变，但尺度较少、幅度较弱，部分抵消1976/77增益。RSI显示上行与下行机制可共存。
3.2.3 与全球环流的联系
PDO在1976有上行突变，SOI在1977由La Ni?a转El Ni?o；PDO与SOI年序列最大反相相关ρ=?0.60（lag 0）。阻塞频次在180° E、170° E与PDO正相关，与SOI反相关；MJO、AAO、QBO也通过Rossby波列/热带对流桥接影响中高纬阻塞。NCEP相关数少于ERA5，但空间格局一致。
3.2.4 环流指数中的突变
AAO、QBO与多数MJO无突变；DMI（1961、1994、1997、2006）、MJO Index 1（1995、2012）、PDO（1943、1944、1976、1999）、SOI（1977、1982）有突变。1976 PDO突变与180° E阻塞频次突变同步，支持太平洋年代际状态转换驱动日界线附近阻塞体制变化。
讨论与结论翻译：研究人员指出，再分析是物理约束下观测与模式融合产品；ERA5用TL639/2.5°/137层/4D-Var，NCEP用T62/约210 km/28层/3D-Var，卫星前南半球观测稀导致早期场靠插值、易生虚假趋势。阻塞长波结构两产品均可捕获，短波与500 hPa可靠性上ERA5更优。结论要点：年序列两产品均在140° E增强（3.40与5.20 m decade?1），NCEP另在180° E、70° W增强；DJF太平洋上行减弱趋势两产品170° E一致；MAM/JJA/SON趋势经度离散；ERA5年频次多上行、NCEP混合，SON太平洋春季频次下行与IPCC部分一致；最显著为1976/77阻塞频次上行突变，与PDO突变同步，近未来南半球阻塞更强更频，70° W南美南部极端天气风险上升，可供农业、能源、公共卫生与供应链决策参考。
