近几十年全球温度偏高的背景下，区域性极端低温事件仍频繁发生，给人民生活、工农业生产及交通等带来严重影响，引起了社会高度关注。区域性低温事件的发生发展与北半球中高纬异常环流型的建立、维持与转型密切相关，由于中高纬度环流的较强的非线性作用以及与低纬热带环流存在较强的相互作用，中高纬度环流演变趋势存在较大不确定性，因此深入探讨冬季北半球中高纬度环流异常成因机理及其对冬季我国气温的影响，有重要理论意义和应用价值。论文根据1960-2008年中国549站均一化站点气温资料、NCEP-NCAR再分析资料、英国哈德莱中心海温、海冰等资料，利用现代统计学、物理量诊断、数值模拟等方法，以冬季欧亚-太平洋地区大气环流为基本研究对象，探讨冬季我国东北、西北年际、年代际低温异常事件发生发展的欧亚-太平洋中高纬度大尺度环流异常特征及其与外强迫因子变化的关系。论文在深入探讨冬季我国北方气温异常事件亚洲-太平洋地区大气环流内部动力过程（如乌拉尔山、鄂霍茨克海地区异常环流）及其与极地海冰、北太平洋海温、印度洋海温年际和年代际变化关系的基础上，还分析了2008年1月我国南方冰冻雨雪灾害与欧亚-太平洋大气环流异常关系及成因机理。论文结论为提高冬季我国低温事件的预测能力提供了有物理基础的科学依据。论文主要结论如下:　　 (1)受北半球冬季中高纬环流以及东亚冬季风环流多时间尺度变化影响，冬季我国气温变化呈现为三种主要模态，第一模态为全国气温变化一致型;第二模态为东北型，即东北地区气温异常与全国大部分地区气温变化呈反相变化;第三模态为西北型，即西北地区气温异常比全国其它地区气温异常更显著。　　 第一模态（全国气温变化一致型）在20世纪80年代中期以后年代际增暖现象显著。全国气温一致偏冷（暖）的主要环流特征为:高层200hPa纬向风在东亚45N以南（中国区域上空）西风气流加强（减弱），中层500hPa上中国区域为负（正）位势高度距平，低层850hPa中国区域上空偏北气流加强（减弱）。前期西北太平洋冷（暖）海温异常是全国气温偏低（偏高）的最显著的外强迫信号。　　 (2)东北地区气温和全国其它地区反相变化是冬季全国气温变化的第二模态，它反映了影响东北地区气温变化的环流系统有较强的区域性特点。东北地区平均气温有显著的年际和年代际变化特征，1977-1987年（1988-1999年）东北气温呈现出显著的年代际偏冷期（偏暖期）。东北气温偏冷（暖）的年际和年代际环流特征存在一致性，即东北地区上空为异常的气旋性（反气旋性）环流控制，偏北气流加强（减弱），造成东北气温偏低（高）。1月东北地区气温偏低（高）年，东北亚（50°N以北）阻塞发生频率较高（少），阻塞活动极大值中心位于鄂霍茨克海(160°E)，东北上空为阻塞高压南侧的低压异常，对应于低层的气旋性环流。统计分析和大气环流ECHAM5模式的敏感试验结果表明:前期巴伦支海和喀拉海(65-80°N，30-60°E)的海冰以及西北太平洋(30-50°N，150°E-180°)海温的年际、年代际异常是造成东北地区气温异常变化的关键的外强迫因子，前期巴伦支海和喀拉海(B-K)海冰偏多（偏少）以及西北太平洋海温冷（暖）异常，东北地区上空都分别响应出异常的气旋（反气旋）性环流。　　 交叉谱及谱能量分析表明:东北气温和西北太平洋海温的相关中，年际变率贡献了65.5％，年代际变率贡献了24.8％;东北气温和极地海冰的相关中，年际变率贡献了12.7％，年代际变率贡献了44％，这表明东北地区气温的年际变化更多的受前期西北太平洋海温影响，而年代际变化则更多地受B-K海冰的影响。　　 (3)冬季我国气温变化的第三模态是西北地区气温异常变化比全国其它地区气温异常更显著，西北地区平均气温的时间序列也呈现出显著的年际和年代际变化特征，1967-1980年（1981-1993年）为年代际偏冷期（偏暖期）。西北地区的气温异常和上游乌拉尔山的环流状况密切相关。当乌拉尔山为正（负）高度距平，来自中高纬的偏北风加强（减弱），导致我国西北地区气温偏低（高）。上游北大西洋的不同流型对乌拉尔山的环流有一定影响。当上游北大西洋涛动(NAO)为负位相时，乌拉尔山阻塞活动偏强，有利于该地区出现正高度距平，对应于我国西北地区气温偏低;当NAO为正位相时，乌拉尔山为负高度距平，有利我国西北地区气温偏高。　　 外强迫因子分析发现，冬季我国西北地区气温变化与前期赤道外中太平洋海温(10-20°N，150°E-180°)及印度洋海温(0°-20°S，60-90°E)异常变化有关。统计分析表明，当前期印度洋海温呈现为冷（暖）异常，有利NAO负（正）位相的形成;赤道外中太平洋海温偏高（低），通过激发PNA波列影响下游，有利于亚洲500hPa高度场上的中高纬度60°E附近响应出正（负）位势高度距平，850hPa风场80°E附近响应出偏北（南）风距平，从而有利我国西北地区气温偏低（高）。而印度洋的冷（暖）海温则对应于NAO负（正）位相和乌拉尔山地区的正（负）高度距平。　　 (4)冬季乌拉尔山阻塞异常机理及我国极端低温事件的分析发现，冬季乌拉尔山阻塞维持，我国容易出现持续性异常低温事件。统计分析表明，AO指数和乌拉尔山阻塞活动频数呈显著负相关，当AO为负位相时，经向环流加强，乌拉尔山阻塞频数高;AO为正位相时，纬向环流加强，乌拉尔山阻塞发生较少。2008年1月AO为正位相，然而乌拉尔山阻塞却异常活跃，使得冷空气持续不断入侵我国，造成2008年1月我国南方严重的冰冻雨雪灾害，2008年1月持续的乌山阻塞活动并不符合与AO的统计关系，进一步分析发现，当北大西洋中纬度地区为正海温距平时，北侧加强的温度梯度有利于纬向西风加强，南侧减弱的温度梯度则有利于纬向西风减弱，北大西洋中纬度暖海温距平对应的纬向风异常特点导致冰岛低压位置偏东，冰岛低压和亚速尔高压组成的NAO偶极子呈现“东北-西南”向特点，乌山地区的正位势高度距平主要由偏东冰岛低压向下游传播的Rossby波能量维持。上游冰岛低压东移至30°W，纬向2波加强，有利于乌拉尔山地区(60°E)异常高压加强。2008年1月乌山阻塞活动和上游东移的冰岛低压的关系在天气尺度上也非常明显。