北极是在全球变暖背景下增温最强的区域。随着近年来北极地区的异常增暖和北极海冰的加速融化,其气候变率增强、影响增大,越来越成为影响北半球的天气和气候、尤其是一些极端天气事件的关键区域。然而,受到不同的天气事件和环流变化的定义方法、判别标准和分析手段的影响,北极的气候变化对中低纬度的影响及其中的动力过程和机理依旧是当前研究的焦点和难点。本文从瞬变扰动能量的角度来考察北极海冰对东亚冬季天气的影响及机理。首先通过对HadISST1和NSIDC的北极海冰数据以及NCEP/NCAR和ERA-Interim的大气再分析数据的诊断分析,研究了 1979年到2014年夏秋季北极海冰和东亚冬季瞬变扰动活动的协同变化规律,分析了秋季海冰对东亚冬季瞬变活动的可能影响及机制。并借助15个CMIP5耦合模式的历史情景模拟结果,对北极海冰、冬季瞬变扰动活动以及两者的关系进行了评估,探讨了海冰影响东亚冬季瞬变扰动活动的关键性过程。论文得到的主要结论如下:1、在年际尺度上,秋季的北极海冰与东亚冬季的瞬变活动存在显著的联系本文分别对东亚冬季的瞬变活动（瞬变扰动动能,EKE）与前期7-12月逐月的月平均北极海冰面积的原始场、去趋势场和年际增量场进行了 SVD（奇异值分解）统计分析。去趋势场和年际增量场的SVD结果表明,在年际尺度上,夏秋季（尤其是10月）北极海冰和随后冬季东亚瞬变活动表现出相一致的协同变化,即:对应着10月份巴伦支海、喀拉海、拉普捷夫海和东西伯利亚海海冰的减少,冬季250 hPa EKE在临近极地上空和巴尔喀什湖、贝加尔湖以北等欧亚北部地区明显增强,在黑海、伊朗高原附近和青藏高原东南部明显减弱。而原始场的结果显示,仅11月和12月北极海冰和东亚冬季的瞬变活动存在关联,且不同于去趋势场的结果,随着11月和12月巴伦支海、喀拉海海冰的减少,包括东北亚在内的整个欧亚北部的EKE减弱。进一步分析发现,原始场中11月海冰与冬季EKE的协同变化,本质上表征了两者在过去36年的趋势变化,而不是两者在年际尺度上的关联。2、揭示了年际尺度上秋季的北极海冰影响东亚冬季瞬变活动的可能机制诊断分析显示,随着10月份北极海冰的减少,欧亚北部冬季的EKE和瞬变扰动位能（EAPE）都有明显的增强,EAPE增强区域更为广泛,其中时间尺度为10到90天的低频扰动能量（包括10到30天次月尺度和30到90天次季节尺度的扰动能量）的增加起到了主要作用,而2到10天高频扰动能量在欧亚北部反而有所减弱。进一步的机制研究发现,在北极夏秋季海冰显著偏少的年份,巴伦支海和喀拉海附近在随后的冬季常会出现低频波动的异常增强以及由极区向欧亚大陆北部的传播。配合更加弯曲的背景流场和更强的经向输送,南传的低频扰动能量进一步增强,对应着巴尔喀什湖和贝加尔湖以北地区低频瞬变扰动活动的增加,和更多持续性异常天气事件的发生。同时,随着北极圈附近海域和陆地上空的变暖,欧亚大陆北部的低层斜压性减弱,可能是天气尺度瞬变扰动减弱及短时天气事件减少的主要原因。3、揭示了低频扰动在模式模拟北极海冰—东亚冬季瞬变活动联系中的关键作用模式评估分析发现,大部分CMIP5模式可以模拟出夏秋季巴伦支海到东西伯利亚海区域海冰面积的气候态分布,但模拟的海冰减少趋势整体要高于观测。在东亚冬季250 hPa EKE的模拟上,大部分模式对东亚区域低频EKE年际变化空间分布的模拟要稍好于高频,如ACCESS1.3、GFDL-CM3、GFDL-ESM2M和HadGEM2-CC等模式可以模拟出区域低频EKE的年际变化。对于秋季北极海冰和东亚冬季EKE的协同变化的模拟评估显示,MIROC-ESM-CHEM、MPI-ESM-LR等模式可以较好模拟出SVD第一模态中海冰的空间变化分布,GFDL-ESM2M和HadGEM2-CC模式可以较好模拟出SVD第一模态中EKE的空间变化。结合海冰和EKE的各自模拟评估可以发现,能较好地模拟东亚低频EKE年际变化模态的模式往往能较好地再现东亚冬季EKE对前期海冰变化的响应。进一步对模式中低频扰动的能量收支诊断显示,低频EKE的模拟主要取决于正压转化过程（动能从时间平均流向低频扰动的转化）,低频EAPE的模拟主要取决于斜压生成作用（有效位能从时间平均流向低频扰动的转化）。提高对这两个过程的模拟可能是较好地模拟出大气中的低频扰动、进而改进CMIP5模式中大气对北极海冰变化响应的有效途径。