平流层臭氧在全球的辐射收支和能量平衡过程中发挥了关键作用,过去几十年全球臭氧柱总量(Total Column Ozone,TCO)呈现减少的变化趋势,直到2000年开始恢复。本文利用多种卫星资料以及再分析资料,结合大气化学气候模式WACCM3,诊断分析了温度、臭氧损耗物质(Ozone-Depleting substances,ODS)、残余环流和海陆热力差异对2000-2016年不同高度上平流层臭氧恢复趋势的影响,以及东亚地区人类排放氮氧化物(NO_x)对上对流层下平流层(upper troposphere/lower stratosphere,UTLS)臭氧的影响。主要得到以下结论:1.分析了TCO在2000-2016年期间的恢复趋势,利用相关分析等方法分析了平流层温度、ODS、残余环流和海陆热力差异等因子对TCO的影响。研究表明:在2000-2016年间,南北半球低纬度地区TCO存在明显的增加趋势,该趋势主要由1-10 hPa平流层臭氧增加贡献。上平流层中低纬度地区存在显著的臭氧增加趋势,两极地区存在微弱的臭氧增加趋势。上平流层臭氧增加主要受上平流层温度降低和ODS浓度减少的影响。上平流层温度降低和ODS减少造成臭氧消耗反应减弱,臭氧恢复。在中下平流层,热带地区和南半球中纬度地区臭氧减少,其主要受动力作用的影响:热带地区(0-10°N,10-20 hPa)残余环流的上升支将热带中下平流层臭氧向上向极传输,中平流层臭氧浓度减小。在南半球中下平流层中纬度地区(20-60°S,50-70 hPa)臭氧减少,这可能是因为南半球残余环流的向极支增强,将该区域的臭氧向极地传输,该区域臭氧浓度减小。西北太平洋上空和东亚上空槽区上叠加了位势高度正趋势,槽区减弱,对臭氧的辐合效果减弱,该区域臭氧减少。在欧洲-大西洋上空的脊区叠加了位势高度负趋势,欧洲-大西洋脊减弱,对臭氧的幅散作用减弱,该区域臭氧增加。2.利用臭氧监测仪(Ozone Monitoring Instrument,OMI)卫星资料和全球大气化学气候模式(Whole Atmosphere Community Climate Model,WACCM),研究了东亚地区地表NO_x排放增加对北半球UTLS区域臭氧和温度的影响。结果表明,东亚地区地表排放的NO_x可以在夏、秋季输送到热带和东亚UTLS区域。在夏季,南亚高压可将东亚上空UTLS区域的NO_x输送到低纬度地区。随着东亚地区地表NO_x排放增加,冬季低纬度UTLS区域光化学反应增强,臭氧浓度显著增多,导致该区域增温;而中纬度UTLS区域NO_x与臭氧的催化消耗反应增强,臭氧浓度显著降低,导致该区域降温。冬季UTLS区域低纬度和中高纬度之间的温度经向梯度减弱,副热带急流减弱,导致进入平流层的1波和2波强度明显减弱。