伴随着近年来高性能计算资源的快速提高，模式的水平分辨率逐渐精细化。对流允许尺度（分辨率为4 km及以上）区域气候模式已成为当前区域气候模式发展和应用的主要方向之一。通过文献调研对对流允许尺度区域气候模式的4种建模方式、相比于传统分辨率区域气候模式的增值能力以及未来气候预估进行了回顾和总结。对流允许尺度区域气候模式无需使用对流参数化方案就可以显式表示深对流过程，在一定程度上改善了模式对复杂地形和地表强迫的表现能力。对流允许尺度区域气候模式在模拟降水特征（降水日变化、持续时间、次日尺度降水强度和短时强降水强度）、积雪特征（雪深和覆盖率）、中尺度对流系统特征（数量和周期）、热带气旋特征（强度、路径）以及城市热岛形态等方面存在显著增值能力。目前，对流允许尺度区域气候模式仍然存在诸多挑战和不确定性，今后可利用更高分辨率数据集、改进的云微物理过程和边界层参数化方案以及更高性能的计算资源，进一步提高对流允许尺度区域气候模拟和应用能力。

伴随着近年来高性能计算资源的快速提高，模式的水平分辨率逐渐精细化。对流允许尺度（分辨率为4 km及以上）区域气候模式已成为当前区域气候模式发展和应用的主要方向之一。通过文献调研对对流允许尺度区域气候模式的4种建模方式、相比于传统分辨率区域气候模式的增值能力以及未来气候预估进行了回顾和总结。对流允许尺度区域气候模式无需使用对流参数化方案就可以显式表示深对流过程，在一定程度上改善了模式对复杂地形和地表强迫的表现能力。对流允许尺度区域气候模式在模拟降水特征（降水日变化、持续时间、次日尺度降水强度和短时强降水强度）、积雪特征（雪深和覆盖率）、中尺度对流系统特征（数量和周期）、热带气旋特征（强度、路径）以及城市热岛形态等方面存在显著增值能力。目前，对流允许尺度区域气候模式仍然存在诸多挑战和不确定性，今后可利用更高分辨率数据集、改进的云微物理过程和边界层参数化方案以及更高性能的计算资源，进一步提高对流允许尺度区域气候模拟和应用能力。

气候重建工作的深入开展极大地促进了全新世亚洲季风变化的研究，然而当前重建结果对亚洲季风的演变特征和机理存在很大争议，开展古气候模拟对理解全新世亚洲季风演变的时空特征和成因机制具有重要意义。为此，本文主要从气候模式模拟的角度回顾全新世亚洲季风百年-千年尺度变化的模拟研究工作，并将从外强迫和气候系统内部变率这两个角度对机制进行探讨。主要有以下进展：全新世瞬变模拟试验结果反映早全新世以来亚洲季风降水呈下降趋势，这主要受到地球轨道参数的影响，并通过改变海陆热力差异和半球间温度梯度来影响亚洲季风降水。在百年尺度弱季风事件上，模拟的8.2 ka BP时期的亚洲季风弱事件主要是由冰川融水触发，引起大西洋经向翻转环流AMOC减弱并通过大气遥相关导致季风降水减少；而4.2 ka BP时期模式模拟的亚洲弱季风事件主要是受内部变率所主导而并非外强迫因子影响。亚洲季风百年尺度变化的模拟研究主要集中在过去2 000年时段，中世纪气候异常期季风明显增强，而在小冰期逐渐减弱，太阳辐射和火山活动是影响其变化的主导因子，它们通过影响海陆热力差异、印—太海温变化来影响季风变化。

气候重建工作的深入开展极大地促进了全新世亚洲季风变化的研究，然而当前重建结果对亚洲季风的演变特征和机理存在很大争议，开展古气候模拟对理解全新世亚洲季风演变的时空特征和成因机制具有重要意义。为此，本文主要从气候模式模拟的角度回顾全新世亚洲季风百年-千年尺度变化的模拟研究工作，并将从外强迫和气候系统内部变率这两个角度对机制进行探讨。主要有以下进展：全新世瞬变模拟试验结果反映早全新世以来亚洲季风降水呈下降趋势，这主要受到地球轨道参数的影响，并通过改变海陆热力差异和半球间温度梯度来影响亚洲季风降水。在百年尺度弱季风事件上，模拟的8.2 ka BP时期的亚洲季风弱事件主要是由冰川融水触发，引起大西洋经向翻转环流AMOC减弱并通过大气遥相关导致季风降水减少；而4.2 ka BP时期模式模拟的亚洲弱季风事件主要是受内部变率所主导而并非外强迫因子影响。亚洲季风百年尺度变化的模拟研究主要集中在过去2 000年时段，中世纪气候异常期季风明显增强，而在小冰期逐渐减弱，太阳辐射和火山活动是影响其变化的主导因子，它们通过影响海陆热力差异、印—太海温变化来影响季风变化。

本文利用一个1 km分辨率冰盖模式和11个PMIP4全球气候模式，研究了全新世中期亚洲高山区气候和冰川的变化特征。多模式集合平均结果显示，(1)全新世中期亚洲高山区年平均温度较工业革命前期降低了约0.7℃,夏季气温升高约0.7℃,冬季气温降低约1.8℃,全新世中期年平均降水略微增加(0.5%),但夏季和冬季降水分别增加和减少了约16%;(2)全新世中期亚洲高山区冰川较工业革命前期整体显著退缩，面积减少了约13%,体积减小了约8%。在区域尺度上，全新世中期亚洲高山区北部冰川的面积(体积)减少了约58%(47%),西部冰川的面积(体积)减少了约26%(25%),而南部冰川的面积(体积)增加了约20%(39%);(3)全新世中期夏季升温主导亚洲高山区北部和西部冰川的退缩，而降水增多是亚洲高山区南部冰川扩张的首要控制因子。本研究有助于加深理解全新世中期亚洲高山区冰川的变化格局和驱动因子。

本文利用一个1 km分辨率冰盖模式和11个PMIP4全球气候模式，研究了全新世中期亚洲高山区气候和冰川的变化特征。多模式集合平均结果显示，(1)全新世中期亚洲高山区年平均温度较工业革命前期降低了约0.7℃,夏季气温升高约0.7℃,冬季气温降低约1.8℃,全新世中期年平均降水略微增加(0.5%),但夏季和冬季降水分别增加和减少了约16%;(2)全新世中期亚洲高山区冰川较工业革命前期整体显著退缩，面积减少了约13%,体积减小了约8%。在区域尺度上，全新世中期亚洲高山区北部冰川的面积(体积)减少了约58%(47%),西部冰川的面积(体积)减少了约26%(25%),而南部冰川的面积(体积)增加了约20%(39%);(3)全新世中期夏季升温主导亚洲高山区北部和西部冰川的退缩，而降水增多是亚洲高山区南部冰川扩张的首要控制因子。本研究有助于加深理解全新世中期亚洲高山区冰川的变化格局和驱动因子。

地表干湿变化是气候研究的热点问题。本研究利用一个古气候瞬变模拟试验的数据,采用降水与潜在蒸散量(PET)之比所定义的干湿指数(AI),研究了过去21 ka中国地表干湿状况演变特征。就中国区域平均而言,气候在10 ka B.P.以前总体偏湿,之后则逐渐变干。决定干湿变化的外强迫因子随时间而变。22～19 ka B.P.,AI受低温室气体浓度和大陆冰盖影响,比目前高22%; 19～10 ka B.P.,AI随温室气体浓度增加和大陆冰盖融化而逐渐降低,同时随着北半球高纬夏季日照量增大而升高,总体上维持在末次冰盛期的水平; 10 ka B.P.之后,AI受控于轨道强迫,逐步降低至目前水平。在过去21 ka,AI变化总体上由PET主导:温室气体浓度、轨道参数分别通过影响近地面气温和相对湿度来改变PET大小;而在冰盖强迫下,PET变化源自气温和相对湿度的联合作用。与轨道尺度变化不同,气候在千年尺度冷事件期间总体偏干,变化主因是降水减少。空间上,AI变化有明显地域差异,不同地区AI变化的主导因子、对相同外强迫的响应形式各不相同。

轨道尺度东亚冬季风变率对认识第四纪东亚环境演化和北半球冰盖演化具有重要的作用。文章利用德国波茨坦气候影响研究所的中等复杂程度地球系统模式(CLIMBER-2)对过去3 Ma气候和环境的模拟结果,探讨了轨道尺度东亚冬季风演化特征及其变化机制。采用两种指数反映东亚冬季风强度,分别指示中纬度西风强度(EAWMU)和东亚北风强度(EAWMV)。CLIMBER-2较好地模拟出了3 Ma以来地球冰期-间冰期旋回特征,以及第四纪以来全球变冷趋势。东亚冬季风在过去3 Ma以来呈现逐渐增强的趋势,EAWMV和EAWMU分别在约2.6 Ma和约1.5 Ma突然增强。EAWMV(EAWMU)在约2.2 Ma(约1.5 Ma)之前主要以20 ka岁差周期为主导,约2.2～1.0 Ma(约1.5～1.0 Ma)的转型期以41 ka倾角周期和20 ka岁差周期为主导,约1.0 Ma之后则均出现100 ka、41 ka和20 ka这3个轨道周期特征,并以100 ka偏心率周期为主导。在约2.2 Ma (约1.5 Ma)之前,EAWMV(EAWMU)主要受控于太阳辐射的直接强迫作用,北半球冰盖的作用相对较弱,在此之后...

地表干湿变化是气候研究的热点问题。本研究利用一个古气候瞬变模拟试验的数据,采用降水与潜在蒸散量(PET)之比所定义的干湿指数(AI),研究了过去21 ka中国地表干湿状况演变特征。就中国区域平均而言,气候在10 ka B.P.以前总体偏湿,之后则逐渐变干。决定干湿变化的外强迫因子随时间而变。22～19 ka B.P.,AI受低温室气体浓度和大陆冰盖影响,比目前高22%; 19～10 ka B.P.,AI随温室气体浓度增加和大陆冰盖融化而逐渐降低,同时随着北半球高纬夏季日照量增大而升高,总体上维持在末次冰盛期的水平; 10 ka B.P.之后,AI受控于轨道强迫,逐步降低至目前水平。在过去21 ka,AI变化总体上由PET主导:温室气体浓度、轨道参数分别通过影响近地面气温和相对湿度来改变PET大小;而在冰盖强迫下,PET变化源自气温和相对湿度的联合作用。与轨道尺度变化不同,气候在千年尺度冷事件期间总体偏干,变化主因是降水减少。空间上,AI变化有明显地域差异,不同地区AI变化的主导因子、对相同外强迫的响应形式各不相同。

轨道尺度东亚冬季风变率对认识第四纪东亚环境演化和北半球冰盖演化具有重要的作用。文章利用德国波茨坦气候影响研究所的中等复杂程度地球系统模式(CLIMBER-2)对过去3 Ma气候和环境的模拟结果,探讨了轨道尺度东亚冬季风演化特征及其变化机制。采用两种指数反映东亚冬季风强度,分别指示中纬度西风强度(EAWMU)和东亚北风强度(EAWMV)。CLIMBER-2较好地模拟出了3 Ma以来地球冰期-间冰期旋回特征,以及第四纪以来全球变冷趋势。东亚冬季风在过去3 Ma以来呈现逐渐增强的趋势,EAWMV和EAWMU分别在约2.6 Ma和约1.5 Ma突然增强。EAWMV(EAWMU)在约2.2 Ma(约1.5 Ma)之前主要以20 ka岁差周期为主导,约2.2～1.0 Ma(约1.5～1.0 Ma)的转型期以41 ka倾角周期和20 ka岁差周期为主导,约1.0 Ma之后则均出现100 ka、41 ka和20 ka这3个轨道周期特征,并以100 ka偏心率周期为主导。在约2.2 Ma (约1.5 Ma)之前,EAWMV(EAWMU)主要受控于太阳辐射的直接强迫作用,北半球冰盖的作用相对较弱,在此之后...