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随着人类活动排放气溶胶物质的增加，东亚已成为全球气溶胶荷载最大的地区之一；东亚属于典型的亚洲夏季风区，夏季盛行的偏南季风是影响该地区的主要天气系统之一。夏季风可以改变气溶胶的时空分布，反过来气溶胶通过直接和间接气候效应可以改变季风区的气温和降水，因此研究东亚气溶胶对亚洲夏季风的影响和响应具有重要的意义。本论文以东亚为研究区域，结合观测资料分析和数值模拟研究，探索了东亚气溶胶时空分布及其对亚洲夏季风的响应和影响，获得了夏季风和气溶胶相互作用的新认识。
通过分析，本文得出以下结论：
1.利用MODIS卫星观测的气溶胶光学厚度(AOD)资料分析发现，东亚地区气溶胶荷载明显高于周边地区，年均AOD高值主要位于四个区域：四川盆地、华北平原、长江中下游和珠江三角洲地区，其中前三个高值区域AOD均超过0.8。过去9年(2000-2008年)东亚AOD高值主体区域(100-120°E，20-40°N)区域平均的年均和四季AOD均呈线性增长趋势，年均AOD的9年线性增幅比例达13.5%；四季以秋季最大为25.7%，其次是夏季(14.6%)、春季(7.9%)和冬季(7.4%)。京津冀平原地区大气气溶胶光学厚度(AOD)和气溶胶细粒子组分比率(FMF)的组合特征可以判别大气气溶胶类型随季节的变化：冬季以粗粒子为主，但AOD偏小；春季AOD急剧增大，仍以粗粒子为主；夏季AOD达到最大，变为以细粒子为主；秋季仍以细粒子为主，但AOD较小。
2.结合MODIS AOD资料和印度夏季风指数(IMI)分析发现，盛夏(7月)夏季风强度的变化是调整东亚气溶胶空间分布的重要因子，特别当印度夏季风异常偏强时。在季风强年(2003年)，上风方SR(23°-32°N，105°-120°E)和下风方NR(35°-44°N，115°-130°E)的AOD分别为负、正距平：弱季风年(2002年)则相反。基于MISR卫星观测的AOD资料的分析结果和研究区内4个气象站点观测的晴空能见度在这两年的变化均支持了基于MODIS AOD数据的分析结论。相比季风弱年，季风强年下风方NR的经向风和对流活动更强、云量和降水量偏多；上风方SR则相反。与印度夏季风相联系的亚洲夏季风对研究区内气溶胶的传输是东亚气溶胶时空分布变化不可忽视的影响因子。
3.利用耦合了气溶胶模块的区域气候模式RegCM3/Aerosol模拟了真实和相同排放情景下东亚气溶胶光学厚度(AOD)在季风强年(2003年7月)和季风弱年(2002年7月)的时空分布变化。模拟结果支持了基于MODIS观测资料得出的结论：夏季风强度的变化是东韭盛夏AOD空间异常分布的主要驱动因子，位于中国南方的夏季风上风方的AOD值在季风弱年大于季风强年，位于中国北方和朝鲜半岛的夏季风下风方的AOD则相反。真实排放情景下季风弱年和强年模拟AOD的空间分布与相同排放情景下的分布基本相似，肯定了季风环流的变化而非局地排放或干沉降和湿沉降是决定东亚区域AOD分布的主要因子。模拟结果与基于MODIS观测资料、NCEP/DOE再分析资料获得的风场和后向轨迹模式HYSPLIT模拟的7日前向轨迹运动的分析结果一致。
4.利用RegCM3/Aerosol模拟了2003年7月包含(AERO试验)和不包含(CTL试验)气溶胶情景下的中国东部降水。CTL试验模拟降水带偏北，而AERO试验模拟降水与观测降水更接近。AERO试验和CTL试验的差值表明，气溶胶的直接效应减少了到达地面的太阳辐射，使得地面2米处的气温下降，继而减弱海陆热力差异，最终导致夏季风偏弱和夏季风降水带的南移，说明加入气溶胶直接效应可以改进模拟降水的空间分布。
此外，分析了气溶胶对华北平原夏季降水年代际变化的影响。将国际耦合模式对比计划(CMIP3)提供的24个模式20C试验的75个试验输出数据分为：24个模式集合平均、直接间接效应集合平均和只有直接效应集合平均三类。虽然三类CMIP3集合平均模拟出了1950-1999年中国东部夏季降水南方降水多于北方降水的空间分布，但是三类模集合平均都未模拟出华北平原气溶胶高荷载区夏季降水减少趋势。另外，利用观测资料分析了华北平原夏季降水年代际变化与大尺度环流因子的联系，结果表明华北平原夏季降水与南亚夏季风强度正相关、与Nino3.4区夏季海温距平负相关，南亚夏季风减弱和赤道中东太平洋海温上升可能是华北平原夏季降水减少的主要原因。这说明气溶胶对亚洲夏季风降水的影响仍存在不确定性。