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中国东部地区夏季的旱涝特征存在着明显的区域性差异，通常表现为经向多极型的空间分布模态，且在时间上具有明显的年际和年代际变化。研究其变化规律和机制，尤其是在全球变暖背景下未来的可能趋势，对水资源管理、农业发展规划以及防灾减灾等具有十分重要的意义。过去，尽管对中国东部降水空间模态及其变化特征进行了大量的研究，但我们对这些模态变化机制的认识仍然不够深入，尤其是其中人类活动的作用。鉴于此，本文基于观测、再分析资料与第五次耦合模式比较计划(CMIP5)中多模式的不同试验，评估了当前气候模式对中国东部降水主导模态的模拟能力，分析了这些模态所对应的环流系统，并在此基础上利用模拟试验研究了CO2不同形式的增加下中国东部降水模态的可能响应。主要进展如下: (1)系统地评估了当前气候模式内部变率中的中国东部降水主导模态 通过分析20个CMIP5耦合模式的工业革命前参考试验发现当前气候模式能够在气候系统外部强迫不变的情况下模拟出中国东部夏季降水的主要空间分布模态及其对应的大气环流与海温异常特征，其中15个模式能在其降水异常的前三个主导模态中模拟出长江中下游地区的降水异常与华南、华北地区反位相变化的三极型模态（观测到的第一模态）;而所有的模式都能模拟出长江以南与以北地区降水异常反位相变化的偶极型模态（观测到的第二模态）。多模式模拟的集合(MME)分析发现，对于三极型模态，MME能较好的表征出东亚沿岸低层的经向型波列及类ENSO型海温异常，但对高层纬向型波列的模拟较差;对于偶极型模态，MME能较好的表征出低层的西北太平洋反气旋式环流异常以及高层从乌拉尔山传播至东亚上空的拱形波列。仅用海温气候态驱动的大气模式试验分析发现，大气内部变率仍以三极型和偶极型为主导模态，但降水模态对应的环流机制与耦合模式试验有所不同:无海温异常影响的三极型模态主要受高层中高纬度环状波列的影响，而低层的西北太平洋反气旋式异常则较弱;对于偶极型模态，两组试验结果的差异较小。 (2)明确了北太平洋北部环流异常对中国东部降水异常的重要作用 通过定义一个以850hPa相对涡度为基础的北太平洋环流异常指数(NPCI)，并基于此指数线性回归重建其对应的环流和海温异常场，观测和15个耦合模式的结果印证了这个北太平洋环流异常模态和中国东部降水的显著关联。当NPCI指数为正时，北太平洋北部的大尺度气旋式环流异常会造成华北地区的偏北风和下沉气流异常，同时，在长江中下游地区引起风的辐合及上升运动异常，使得中国东部地区形成三极型的降水异常格局。该环流模态具有准正压的结构以及显著的年际和年代际变率，并与热带太平洋及北太平洋海温的主导变率密切相关。北太平洋北部的气旋/反气旋式环流异常与西北太平洋的反气旋/气旋式环流异常相对独立，且相对于后者，前者对中国东部降水异常分布格局的影响更大，并体现了赤道中东太平洋从前冬至夏季的持续性异常对东亚地区的影响。 (3)分析了CO2增强下降水模态的可能响应 在考虑模式内部变率的前提下，通过分析骤增4倍CO2试验(4×CO2)以及每年增加1％的CO2试验(1％CO2)发现，CO2增加不会改变中国东部降水主模态的空间结构，但会影响其出现频率。大部分模式在这两组试验中降水的主导模态都仍与其参考试验相同，多为偶极型而非一致型分布。在4×CO2试验中，第一模态对中国东部降水变率的方差贡献相对参考试验显著变小;但在1％CO2试验中，其方差贡献则有所增大。在增强的CO2强迫下，三极型和偶极型模态仍是中国东部降水异常的主要格局，但其强度、趋势可能会发生变化。在4×CO2试验中，大部分模式的三极型模态变率较参考试验显著变小;在1％CO2试验中，大部分模式的偶极型模态变率有所增强。随着CO2的逐渐累积，三极型模态出现由正位相较多向负位相较多的变化趋势，偶极型模态则相反。因此，未来很可能会出现更多的长江中下游地区降水偏少同时华南、华北降水偏多，以及“南涝北旱”的降水异常格局。CO2增强下，尤其是4×CO2下，影响三极型和偶极型模态的海温异常与参考试验有明显差异:影响三极型模态的海温和环流异常显著减弱;而偶极型模态则更多的受到来自海洋性大陆及高纬北大西洋海温异常的影响。