季风是风向和降水季节性转变的现象，海陆热力差异被认为是季风形成的机制。全球有一半以上的人口生活在季风气候中，印度季风、东亚季风等区域季风的变率一直是学者们研究的重点。最近10年来，人们发现各区域季风之间是相互联系的，全球季风的概念被提了出来。学者们指出20世纪中后期全球季风是减弱的，其中北半球季风的减弱更加显著，热带海表温度(SST)的变化在其中起到重要作用。然而至于温室气体和气溶胶到底对全球季风的减弱起了什么作用，如何理解我国东部季风区的年代际变率，21世纪全球季风又将如何变化，这些问题目前学术界还没有成熟的结论。本文利用观测资料和耦合模式分析了全球季风以及东亚季风的年代际变化，定量地考察了温室气体和气溶胶在其中的作用，主要结论如下:　　(1)分析了20世纪后半叶季风变化的观测事实。利用高分辨率陆地降水资料以及再分析风场资料，我们确认了季风气流水汽输送的减弱对20世纪北半球季风减弱的作用;同时发现1980s以来，北半球夏季风已经开始年代际恢复，其中东亚季风的变率也存在相似的年代际变率。全球季风被认为是热带水汽向两极扩张的结果，我们把季风降水有些年份到达、有些年份不能到达的区域定义为季风边缘区，并分析了全球季风边缘区的范围，以及季风边缘区的活动性特征。　　(2)检验了耦合模式对全球季风和东亚季风的模拟能力。CMIP3和CMIP5对全球季风具有一定的模拟能力:在20世纪模拟实验(20c3m)中，CMIP3和CMIP5不仅都能够模拟出全球季风区的范围，还能模拟出全球季风的减弱。与观测资料相似，北半球夏季风的减弱要明显强于南半球，低层大气环流变化和地形分布都会影响季风区的夏季降水。CMIP5对于东亚季风区的降水模拟要优于CMIP3;对于北非季风区的模拟，CMIP3要更好些。不同子季风区之间，北非季风区降水变化的模拟最为容易，而东亚季风区的模拟最为困难。热带SST的模拟水平对季风的模拟非常重要。　　(3)模拟了温室气体和气溶胶对全球季风和东亚季风减弱的贡献。利用20世纪气溶胶或者温室气体排放来强迫耦合模式，其他外强迫固定在工业革命之前的状态，可以定量模拟出气溶胶或者温室气体对全球季风的影响。气溶胶不仅能强迫出观测的北半球季风减弱，而且能模拟出1980s以来北半球季风的恢复，这与大气中气溶胶浓度变化完全一致;相反的，温室气体排放导致了北半球季风的增强。与观测事实类似，南半球季风的变化始终不显著。虽然对于全球平均温度变化，气溶胶仅能抵消40％的温室气体，但是全球季风降水变化对气溶胶更加敏感。在相同的外强迫下，不同模式对东亚季风区风场变化模拟的很好，而对降水变化的模拟差异很大。　　(4)在A1B和RCP4.5前景下，预估了21世纪全球季风和东亚季风的变化。CMIP3和CMIP5都预估21世纪全球季风的恢复和增强，其中北半球的季风增强更加显著，这是1980s以来全球季风恢复趋势的延续。21世纪季风气流和降水的变化与20世纪GHG实验是非常相似的，这意味着在A1B和RCP4.5前景下，随着全球气溶胶2020年之后的迅速减少，温室气体将占据绝对地位。在RCP4.5前景下，华北季风边缘区也随之变湿。　　(5)讨论了温室气体和气溶胶对SST变化的影响。考虑到SST变化对全球季风变率的关键作用，本文还讨论了温室气体和气溶胶对SST的影响。耦合模式的结果显示，局地的海气相互作用以及海洋内部热力输送导致了SST变化空间模态的形成。具体而言，Bjerknes反馈造成了印度洋SST的偶极子模态;平均蒸发效应导致了赤道太平洋和赤道大西洋的SST峰值模态;“风-蒸发-SST”反馈影响了太平洋信风区的SST变化;海洋内部热力输送使得北大西洋和南大洋的SST变化对外强迫不敏感。SST的变化直接影响了热带降水分布，当局地SST的增加（或降低）超过了热带平均SST的增加（或降低）时，降水才会增加（或减少）。