近几十年来，全球变暖已经成为了不容忽视的事实。气候的变化给社会经济和人民生活带来巨大影响，已经成为了各国政府和公众高度关注的话题。然而人们对全球变暖的成因及影响仍存在较大争议，特别是区域气候变化及影响一直是政府间气候变化专门委员会(IPCC)十分关注的内容。本论文利用中国气温降水台站观测资料、英国Hadley中心的近百年海平面气压场资料、英国东英格利亚大学气候研究所(CRU)2 m气温资料、20世纪再分析资料(20CR)、NCEP2再分析资料等多种再分析资料并结合CMIP5(Coupled Model IntercomparisonProject Phase5)中日本MIROC5(Model for Interdisciplinary Research on ClimateVersion5)的历史模拟及未来预估结果，从历史变化与未来预估两个角度着手，利用气候统计和高分辨率动力降尺度模拟研究东亚地区过去百年典型冷暖期的大气环流模态和西伯利亚地区21世纪末植被覆盖的改变对欧亚气候变化的影响，为更合理地进行气候预估和人类适应性研究提供科学参考。论文首先评估了20CR再分析资料在近百年尺度上对南、北半球主要环流模态的再现能力，并利用这套资料研究近百年东亚冬季气温典型冷暖期及其相耦合的海平面和500 hPa大气环流模态，为近几十年来东亚气候变暖成因的认识的提供基础。然后，利用WRF(The Weather Research and Forecasting Model)高分辨率气候模式，设定了未来全球变暖情景下西伯利亚地区的植被分布，利用MIROC5模式RCP8.5情景下21世纪末预估结果作为强迫资料，模拟了欧亚地区气候（平均和极端）对西伯利亚地区植被变化的响应。得到的主要结论如下:　　(1)20CR再分析资料能够很好地描绘欧亚地区四季主要环流模态及南半球冬季双峰急流的特点和季节演变。但与NCEP2资料的相比，仍存在一定偏差。如气候场在欧亚北部中高纬度系统性偏高，南部则系统性偏低。近百年气候指数的对比发现，20CR资料能够较好地抓住南北半球冬、夏季多种气候指数的年际和年代际的变率特征，冬季气温和冬季气候指数的描绘优于夏季。但其不能再现1970s末东亚夏季风的减弱。此外在1920年之前，20CR资料与观测资料差别较大。　　(2)基于20CR资料，利用奇异值分解(SVD)方法，揭示了与近百年东亚冬季气温相耦合的主要大气环流模态，发现近百年内东亚冬季气温主要有两种变化型，一种是西南-东北相反的变化型，第二种是40°N以南一致的变化型。欧亚型遥相关、北大西洋涛动及西伯利亚高压是影响第一种气温变化型的关键大气模态;西太平洋型遥相关和北太平洋涛动是影响第二种气温变化型的关键大气模态。进一步研究近百年中三个典型冷暖期年际变化主要耦合大气模态特点，发现欧亚型遥相关和北大西洋涛动的型态在第三阶段最显著，并且20世纪中期后，西伯利亚高压范围开始东扩并与极地环流联系加强，表明20世纪中期后东亚气温的显著变化与极地环流的变化联系加强，这可能是20世纪中期后东亚气温较前两阶段显著上升的一个原因。同时，北极涛动在20世纪90年代后为显著的正位相进一步加强了西伯利亚高压与极地环流的联系。　　(3)利用WRF模式，对21世纪末（2089～2099年），RCP8.5典型浓度路径下，欧亚地区的未来气候进行高分辨率预估模拟。结果显示，相比于20世纪末期（1996～2005年），欧亚大陆增暖显著，年平均增温5.85℃，冬季增温最为显著(7.86℃)。其中欧亚北部增温幅度明显超过南部。降水则呈现不均一的变化，年平均降水总量在西伯利亚大陆、蒙古高原，中国东北华北平原有显著增多，中国长江流域下游则有减少趋势。　　(4)当考虑了西伯利亚地区森林北扩取代苔原之后，与未考虑植被变化的预估结果相比，夏季欧亚北部地区出现了温度和降水变化，春、秋、冬季无明显变化。在夏季，变化趋势为西伯利亚地区温度降低、降水增多;蒙古高原地区温度升高、降水减少。其中最明显的变化为西伯利亚中东部出现显著的降温区域，降温幅度最多达-1.6℃。同时此区域降水也显著增多。　　(5)在北部森林北扩区，温度变化并不显著，其主要原因是:欧亚北部大陆在21世纪末RCP8.5典型浓度路径下，气温相比于20世纪末期有了显著升高。虽然森林取代苔原后反照率降低，会使得地表吸收更多的热量;但同时更高的温度促使地表的蒸散发作用增强、水汽增多。因此地表的热量更多的分配给潜热通量，感热通量增加不明显。即反照率降低带来的局地升温趋势和蒸散发作用增加带来的局地降温趋势相平衡。这也表明了由于气候变暖引起的西伯利亚地区森林北扩可能并不会造成进一步的温度正反馈。　　(6)夏季欧亚北部森林北扩带来的气温/降水在西伯利亚中东部显著降低/增多、蒙古高原附近升高/减少的可能原因是:欧亚北部地区森林的北扩可能通过影响经向温度梯度进而影响北极锋面急流的位置。森林北扩后地表至对流层的经向温度梯度减小推动北极锋面急流北移，从而导致西伯利亚中东部上空高度场负异常，云量显著增加，减少了到达地表的短波辐射并形成显著降温区;同时低压引起水汽辐合，降水也增多。北极锋面急流的北移使得其南边的西风急流随之北扩，导致蒙古高原上空高压异常，气温升高，降水减少。这一结果表明，西伯利亚地区植被改变会导致较强的非局地气候反馈。　　(7)研究21世纪末西伯利亚植被变化对欧亚极端气候的影响，发现植被变化后，西伯利亚中东部的显著降温更多是由日最低气温降低所导致。其中暖夜的减少和冷夜的增多是导致日最低气温显著降低的关键因素。欧亚北部极端降水的预估结果显示，在21世纪末，极端降水在蒙古高原和西伯利亚大部分地区均有显著增加。考虑植被改变后，对比原始植被下的预估结果发现，极端降水总量、极端降水频率和大雨日数在西伯利亚中东部显著降温区范围为正异常，蒙古高原附近为负异常。这与植被变化引起的总降水量异常的空间分布基本一致。这说明植被的改变对极端气候事件也有影响，这对更全面理解未来欧亚地区气候变化有积极意义。