本文以1961～2010年东北地区21个城市气象站点的逐日气温及降水量资料为基础,结合NCEP/NCAR逐月再分析资料、74项环流指数资料、海表温度资料和北极涛动指数等资料。利用趋势分析、Mann-Kendall方法、合成分析、EOF变换、小波变换和交叉小波等方法,对东北地区主要城市的气温和降水变化及其原因进行了分析,主要研究结果如下：1.东北地区主要城市近50年来年平均气温呈上升趋势,其中80年代后期和90年代初期的增温幅度最大；年平均气温的空间分布总体上是南高北低,空间分布具有较好的一致性。季尺度上,冬季为增温幅度最大的季节,同时冬季亦为四季气温变化最明显的季节;四季气温空间分布差异不大。年平均气温在1988年发生了突变,同时年平均气温和四季气温在突变点以后均呈升温趋势。东北地区城市气温变化具有多时间尺度时频变化,经功率谱检验后4a尺度的年代际变化周期和7-8a、和准2a尺度的年际变化周期显著。城市化进程对气温变化影响显著,其中大城市的平均气温高于中小城市的气温,差异显著；未来东北地区的气温变化仍将保持不同程度的增温趋势,其中以春季和冬季增温趋势最强。2.东北地区主要城市的降水量年内分配极不均匀,近50年来降水量呈减少趋势；年平均降水量的空间分布显示降水总体上自东南向西北和西南方向递减,并且差异显著。季尺度上,春季和冬季降水呈上升趋势,而夏季和秋季降水呈减少趋势；夏季降水对全年降水的影响较大。年累积降水量经功率谱检验后,4a和9a尺度的变化周期显著。中型城市的平均降水量最大,大城市次之,小城市降水量最少,三者间差异显著。夏季出现特涝的概率大于特旱,大涝的几率小于大早。同时7月份是东北局部特大洪涝或干旱的多发时段。3.东北地区主要城市的气候变化与大气环流以及区域天气气候系统密切相关。当500hpa位势高度为正距平、海平面气压场为正距平、海表温度出现正距平时,东北地区气温偏高;反之,气温偏低。高空剐热带高压位置偏北、中低空西南风偏强、低空辐合高空辐散、水汽输送偏北即水汽通量异常偏多时,东北地区降水异常偏多；反之,降水偏少。4.AO对东北地区主要城市的气温和降水变化均有不同程度的影响。东北地区主要城市降水变化与AO的相关表现为1-2年、4年左右、8年和16年时间尺度的强凝聚性共振周期,气温变化与AO具有2-4年、8年和16年的显著相关振荡。总体上,AO对东北地区主要城市降水变化的影响比对温度的影响更加显著。5.东北地区主要城市的气候变化受城市化进程的影响显著。城市人口和能源消耗的增加、土地利用类型和利用方式的改变,人类活动改变了大气成分和地表性质,势必使区域气候变化更加复杂。