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西北太平洋与中国南海是热带气旋(TC)生成最多的季风区，受ENSO影响热带气旋活动具有明显的年际变化。显式模拟热带气旋及预估其在全球变暖情景下的变化是气候领域的研究热点。本论文将使用区域模式与全球模式结合观测资料，从模式对西北太平洋区域的TC模拟能力与TC对全球增暖的响应两个方面进行研究，并给出机理解释。主要包含以下几个方面的内容: 一、使用再分析数据驱动的FROALS对夏季西北太平洋热带气旋的分布和年际变率的模拟 热带气旋潜势指数可以合理刻画热带气旋生成的位置与范围，被广泛应用于评估气候系统模式对热带气旋的模拟。利用区域海气耦合模式FROALS对西北太平洋地区1982～2007年的积分结果，检验了该模式对热带气旋潜势指数的气候态和年际变率模拟能力，并从决定热带气旋潜势的五个变量角度，分析了造成模式模拟偏差的原因。结果表明，模式可以合理再现西北太平洋地区热带气旋潜势指数的分布，但由于西北太平洋季风槽模拟偏弱且耦合后模拟海温偏低，使得耦合试验模拟的热带气旋潜势指数分布偏弱，尽管较之单独大气模式，其模拟的空间分布有改善。在年际变率方面，模式可以合理再现年际变率中热带气旋潜势指数对ENSO的响应，且耦合模式优于单独大气模式，分析表明其原因在于耦合模式模拟的850hPa季风槽强度与年际变率优于单独大气模式。因此区域耦合模式在模拟热带气旋指数年际变率方面相较大气模式有优势。 二、基于气候系统模式FGOALS-g2的热带气旋活动及其影响的动力降尺度模拟 热带气旋是气候模拟关注的重要对象。由于当前的气候系统模式分辨率较低，难以合理再现TC分布特征，因此动力降尺度就成为一种有效的手段。本文使用区域气候模式RegCM3，对中科院大气所气候系统模式FGOALS-g2的模拟结果进行动力降尺度，基于TC路径追踪法，从TC的路径、强度和降水三个方面，检验了动力降尺度在TC模拟能力上的增值。结果表明，动力降尺度结果大幅提升了TC路径频率的模拟，较之全球模式，其与观测的路径频率分布的空间相关系数从0.57提升至0.74;区域模式模拟的TC强度与观测更为一致，全球模式难以模拟40 m/s以上风速的TC，区域模式能够模拟风速为60m/s的TC;在热带气旋降水方面，降尺度后的TC降水贡献率和平均TC降水强度均有所改善，在西北太平洋区域较之全球模式，区域模式将TC降水贡献率和降水强度提高了10％和4.7毫米/天。动力降尺度后TC的模拟技巧得到提升的区域为西北太平洋区域，但在中国南海区域，技巧提升的不显著甚至有所下降。关于动力降尺度结果在西北太平洋区域的技巧提升，分析表明能够更好体现CISK机制是主要原因，区域模式模拟的水汽增多、正涡度增强、上升运动增强而垂直风切变减弱都有显著贡献。 三、模式模拟的西北太平洋热带气旋对全球增暖的响应 预估的西北太平洋区域的TC变化尚未达成一致意见。因此使用区域气候模式RegCM3和区域耦合模式FROALS对气候模式FGOALS-g2的历史气候试验和RCP8.5预估试验的2051～2070年结果进行动力降尺度，从TC路径频率、年循环、强度角度对全球增暖情景下西北太平洋区域的TC进行了研究。结果表明，RegCM3和FROALS均可较为合理再现观测中的热带气旋路径频率分布和年循环特征。模式均低估了中国南海和30°N以北的热带气旋路径频率。在全球增暖情景下，RegCM3和FROALS模拟的TC数目分别增多了6.2％和3.4％，且强度大于等级1的TC数目增多。模式预估的TC路径频率在全球增暖背景下西移，具体表现为中国南海至菲律宾海区域TC路径频率增多，西北太平洋区域TC路径频率降低。进一步分析表明，中国南海至菲律宾海区域TC路径频率增多由中国南海至菲律宾以东区域的正涡度的增大、上升运动的增强、海表面温度的增加、及最大潜势强度的增加导致的;而西北太平洋区域TC路径频率降低是由菲律宾以东的西风移动气流增强使得TC西移受限，TC活动范围缩小导致的。 四、模式在全球到达1.5℃和2℃温升时预估的西北太平洋热带气旋活动及影响 通过使用区域气候模式RegCM3与区域耦合模式FROALS对气候模式FGOALS-g2在RCP8.5情景下增温突破1.5℃和2℃阈值时的结果进行动力降尺度，通过TC路径追踪法，从西北太平洋区域TC路径及其导致的降水的变化两个方面进行了研究，并进行了机理分析。结果表明，在两个模式均可合理再现观测中的TC路径频率空间分布的基础上，RegCM3预估的TC整体呈现西南方向移动，而FROALS则表现为中国南海区域与日本南部区域的TC活动频率增加。较之1.5℃情景，2℃情景下这种西南向移动较弱，但是其预估的等级1以上的TC在沿海区域增多14.4％～37.8％。在TC导致的降水方面，两个模式在两个情景下预估的TC相对降水贡献率均有所下降，平均降水均增强。2℃情景下的TC导致的降水空间分布改变与路径频率的改变一致。导致两个温升情景下TC路径及降水空间分布差异的原因是2℃情景下在日本南部25°N附近的相对涡度增大、垂直风切变减弱、上升运动增强、海表面温度增加。较之RegCM3，FROALS大尺度变量的变化偏南5°，由于FROALS对历史气候情景下的TC模拟技巧较低，其预估结果较之RegCM具有更大的不确定性。 五、高分辨率大气环流模式MetUM对西北太平洋热带气旋模拟的增值(AddedValue) 高分辨率气候系统模式对TC模拟的增值研究，一直是高分辨率气候模式研究的热点。基于英国气象局开发的MetUM的三组分辨率试验，并对比不同水平分辨率CAM5试验，从西北太平洋区域的TC路径分布、强度、降水方面，揭示了由于模式分辨率提升产生的增值。结果表明，随着模式分辨率的提升，西北太平洋区域TC的数目、强度、风速-气压关系、强度分布、核心降水更加趋近观测。其中高分辨率模式的结果与观测最为接近，表明提高模式分辨率在在TC数目与结构模拟技巧方面增值明显。但是在TC路径分布及平均TC降水空间分布上，MetUM结果的增值显著，CAM5试验的结果则无显著增值。进一步分析显示，在TC高频区域的对流活动随分辨率提升而增强是导致TC强度及降水增加的主要原因。而在CAM5高分辨率试验中，对流增强的区域不在西北太平洋上，这是导致CAM5模拟的TC路径分布及TC降水空间分布增值不显著的原因。因此，在使用高分辨率全球模式模拟TC路径分布时，进行合理的进行物理参数化方案调整，获得更加合理的大尺度环流及对流，具有一定必要性。