极端天气气候事件的频发已对人类社会和自然环境产生了重大影响，近年来相关研究成为政府部门和科学界关注的热点问题。本文以极端天气气候事件发生的大气环流背景场为主要研究对象，运用NCEP/NCAR再分析资料从发生频次、持续时间和强度三方面，系统地分析了全年及四季极端大气环流（极端海平面气压、500 hPa极端位势高度和850 hPa极大风速）的气候态、其年值的变化趋势的空间分布及全球和半球尺度的年际变化特征，并结合多套再分析资料对所得结果进行了对比分析。探讨了前冬北半球环状模(NAM)的极端事件和春季中国东部北方地区极端低温的关系，并从极端大气环流和外源强迫的角度阐述了可能的物理机制，论文最后评估了CMIP5海气耦合模式对全球极端海平面气压及NAM极端事件的模拟能力。主要结论如下:　　 (1)考察了近六十年来全球极端海平面气压的时空分布，发现北半球极端海平面气压在中、高纬存在类似北半球环状模(NAM)的反位相变化特征。全球平均的年极低（高）海平面气压的发生频次显著减少（增多）、持续时间缩短（增长），年极低海平面气压的强度有所增强。全球平均的极高海平面气压的频次、持续时间和强度具有2-6年的周期。从空间分布型看，全球年极端海平面气压的变化趋势表现为中低纬和高纬度地区反位相的纬向带状分布特征，极端低值事件在非洲和亚洲中部地区的变化尤为明显。在中低纬度大部分地区，年极低（高）海平面气压频次显著减少（增多）、持续时间缩短（增长）、强度减弱（增强）;而在北冰洋、南极大陆及其周边海域，极端海平面气压的变化与中低纬地区相反。　　 (2)揭示了全球500 hPa极端位势高度的变化格局，指出其全球平均值在近六十年来存在显著变化，变化趋势的空间型呈纬向带状分布特征。1948年以来，全球平均的年极低（高）位势高度的频次和持续时间呈显著减少（增加）趋势，极高位势高度的强度则有所增强。极端位势高度的频次、持续时间和强度存在3-7年不等的周期。另外，在全球范围内，极低（高）位势高度的频次和持续时间在南极以外的大部分地区都有所减少（增加）。位势高度极端高值事件的强度在极区外地区呈现出增强趋势，而极端低值事件强度变化在空间分布上较为复杂。　　 (3)给出了850 hPa极大风速的长期变化趋势及空间差异，发现其频次和持续时间在上世纪70年代初和90年代末存在年代际转型。近六十年来，在热带和副热带的部分地区年极大风速的频次显著减少、强度减弱，全球其他地区极大风速的频次增加、强度增强。在1970年以前及近十几年来，全球平均的850hPa年极大风速发生的次数偏多、持续时间偏长，而上世纪七十年代初至九十年代末情况相反。全球平均的850 hPa年极大风速在近六十年来显著增强，并存在5-6年的周期性变化。　　 (4)揭示了极端大气环流对中国极端温度存在显著影响，从欧亚积雪的角度阐明了可能的物理机制。定义了NAM极端事件来表征极端海平面气压在北半球中低纬和高纬度地区之间的环状反位相变化关系，并分析了NAM极端事件在前冬的异常变化对春季中国东部北方地区极端低温的影响。结果表明，当前冬NAM极端低值事件频发时，春季中国东部北方地区的极端低温事件偏多偏强，反之亦然。进一步分析发现，欧亚积雪可能是冬季NAM极端低值事件影响中国东部北方地区极端低温的桥梁。冬季NAM极端低值事件可以导致同期欧亚积雪面积发生异常变化，积雪将这一异常信号保持到春季使欧亚大陆上空的极端大气环流发生改变，进而对中国东部北方地区的极端低温产生影响。　　 (5) CMIP5海气耦合模式对极端海平面气压的模拟能力还有待改进，目前无法使用海气耦合模式从大尺度极端环流的角度研究极端天气气候事件的变化。论文评估了CMIP5海气耦合模式对全球极端海平面气压和NAM极端事件的模拟能力。发现模式对全球年极端海平面气压变化趋势的空间分布及其年际变化的模拟能力不甚理想。无法较好地再现NAM极端事件中北半球环状模极端低值事件发生频次的年际变化。总体而言，现阶段模式还不具备模拟大尺度极端大气环流对区域极端天气气候事件影响的能力。