大量古记录表明了近两万年来同一半球内区域季风降水同步变化，而在千年尺度上南北半球间季风降水存在显著的反位相变化关系，但是驱动这一反位相关系的外强迫因子和物理机制尚不完全明确。文章利用基于通用气候系统模式开展的TraCE-21 ka试验资料，发现全强迫试验能够重现与古记录一致的南北半球间季风降水反位相变化关系。并通过分析单一外强迫敏感性试验结果，明确北半球淡水注入强迫是导致千年尺度上南北半球间季风降水反位相变化的主要强迫因子。进一步研究发现，近两万年来冰盖消融带来的北半球淡水注入增强能减弱大西洋经向翻转环流，导致由南半球向北半球热量输送的减少，造成的南北半球间热力差异能够减弱由南半球向北半球的水汽输送，以及通过减弱北半球Hadley环流和向南移动热带辐合带减少北半球季风降水而增加南半球季风降水；当北半球淡水注入减弱时，变化相反。因此，淡水注入量的变化调节了过去两万年来大西洋经向翻转环流的强度和南北半球热力结构，显著影响了千年尺度上南北半球间季风降水的反位相变化关系。

大量古记录表明了近两万年来同一半球内区域季风降水同步变化，而在千年尺度上南北半球间季风降水存在显著的反位相变化关系，但是驱动这一反位相关系的外强迫因子和物理机制尚不完全明确。文章利用基于通用气候系统模式开展的TraCE-21 ka试验资料，发现全强迫试验能够重现与古记录一致的南北半球间季风降水反位相变化关系。并通过分析单一外强迫敏感性试验结果，明确北半球淡水注入强迫是导致千年尺度上南北半球间季风降水反位相变化的主要强迫因子。进一步研究发现，近两万年来冰盖消融带来的北半球淡水注入增强能减弱大西洋经向翻转环流，导致由南半球向北半球热量输送的减少，造成的南北半球间热力差异能够减弱由南半球向北半球的水汽输送，以及通过减弱北半球Hadley环流和向南移动热带辐合带减少北半球季风降水而增加南半球季风降水；当北半球淡水注入减弱时，变化相反。因此，淡水注入量的变化调节了过去两万年来大西洋经向翻转环流的强度和南北半球热力结构，显著影响了千年尺度上南北半球间季风降水的反位相变化关系。

利用1981—2019年宁夏初霜冻日期资料及同期位势高度场、海表面温度(SST)、积雪面积、海冰面积等资料,研究SST、海冰面积、积雪面积等外强迫因子对宁夏初霜冻日期异常偏早、偏晚的影响,在此基础上,建立了初霜冻日期的物理概念模型和客观预测模型。结果表明:(1)偏早(偏晚)年,前期赤道中东太平洋SST持续显著偏暖(冷),SST异常形态为明显的ENSO模态。当前期赤道中东太平洋SST偏暖时,东亚槽偏强,副热带高压偏弱,异常环流形势有利于冷空气活动,初霜冻日期易偏早,反之则偏晚。(2)5—8月北半球积雪面积、1—7月格陵兰海冰面积与初霜冻日期存在持续显著负相关关系。当前期北半球积雪面积或格陵兰海冰面积减少时,东亚槽偏弱,西太平洋副高偏强,不利于冷空气活跃,初霜冻日期易偏晚,反之则偏早。(3)影响宁夏初霜冻日期的主要因子为东亚槽强度、NINO3.4区SST异常、热带南大西洋SST异常、北半球积雪面积、西太平洋副高强度以及格陵兰海冰面积等,基于以上因子用多元回归方程建立的客观化预测模型具有良好的预测效果。

利用1981—2019年宁夏初霜冻日期资料及同期位势高度场、海表面温度(SST)、积雪面积、海冰面积等资料,研究SST、海冰面积、积雪面积等外强迫因子对宁夏初霜冻日期异常偏早、偏晚的影响,在此基础上,建立了初霜冻日期的物理概念模型和客观预测模型。结果表明:(1)偏早(偏晚)年,前期赤道中东太平洋SST持续显著偏暖(冷),SST异常形态为明显的ENSO模态。当前期赤道中东太平洋SST偏暖时,东亚槽偏强,副热带高压偏弱,异常环流形势有利于冷空气活动,初霜冻日期易偏早,反之则偏晚。(2)5—8月北半球积雪面积、1—7月格陵兰海冰面积与初霜冻日期存在持续显著负相关关系。当前期北半球积雪面积或格陵兰海冰面积减少时,东亚槽偏弱,西太平洋副高偏强,不利于冷空气活跃,初霜冻日期易偏晚,反之则偏早。(3)影响宁夏初霜冻日期的主要因子为东亚槽强度、NINO3.4区SST异常、热带南大西洋SST异常、北半球积雪面积、西太平洋副高强度以及格陵兰海冰面积等,基于以上因子用多元回归方程建立的客观化预测模型具有良好的预测效果。

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。