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西伯利亚高压作为东亚冬季风系统的成员之一,对东亚地区甚至整个北半球冬季天气气候都有显著的影响。本研究从2013年1月灰霾月份东亚地区大尺度环流场的特征出发,建立了2001-2013年间西伯利亚高压东西位置变化与中国北方地区冬季灰霾的年际变化关系。然后采用CMIP5（模式耦合比较计划第五阶段）地球系统模式对未来不同气候情景下西伯利亚高压东西位置进行预估从而对未来中国北方地区冬季空气质量进行预估。本研究主要结果和结论包括:（1）2013年1月西伯利亚高压强度明显偏弱,同时西伯利亚高压位置异常偏东。对2001-2013年中国北方地区冬季MODIS AOD高值年和低值年海平面气压场进行合成分析,发现相比低值年,在AOD高值年西伯利亚高压强度没有明显减弱,但蒙古地区东部到日本附近海平面气压显著偏高,蒙古地区西部海平面气压显著偏低。（2）利用海平面气压场定义了西伯利亚高压位置指数SHPI,发现SHPI可以解释2001-2013年去掉线性增加趋势后北方地区AOD年际变化的58%（r=0.76）以及南方地区AOD年际变化的67%（r=-0.82）。（3）在SHPI高值年北方地区冬季对流层850 hPa到500 hPa风速偏低,地面相对湿度偏高。低风速和高相对湿度有利于SHPI高值年北方地区AOD异常偏高。（4）采用2001-2016年更长时间卫星观测结果对SHPI与北方地区冬季AOD年际变化进行验证,发现当AOD中2001-2013年的线性增加趋势以及2014年以后线性减小趋势被去除后,SHPI可以解释去趋势后北方地区AOD年际变化的37%,同时83%的SHPI高值年对应北方地区AOD异常偏高。（5）GEOS-Chem模拟结果表明,模式中SHPI可以解释2001-2016年北方地区由于气象条件变化导致的AOD年际变化的30%,以及地表PM2.5年际变化的38%。同时60%的SHPI高值年对应北方地区冬季AOD偏高。（6）对5个筛选出的耦合模式进行集合平均,结果表明在RCP2.6和RCP4.5气候情景下,2007-2099年SHPI出现高值的概率比1956-2005年偏低;在RCP8.5气候情景下,未来SHPI出现高值的概率是1956-2005年的1.7倍。在不同的温室气体排放情景下,由于西伯利亚高压变化导致的北方地区冬季污染出现的可能相差较大。温室气体减排有利于未来北方地区冬季空气质量的提高。