利用1961—2019年新疆冬季平均气温、北极涛动(Arctic Oscillation,AO)指数和大气环流场资料,研究冬季AO与新疆同期气温的联系及变化,建立气候增暖背景下冬季AO对新疆冬季平均气温影响的预测概念模型。结果表明:在气候变暖的进程中,冬季新疆气温与AO的联系既有来自气候变暖的影响,也有AO对新疆冬季气温独立的影响。总体来说,冬季AO正(负)异常对应新疆气温正(负)距平。气候变暖以来,冬季AO对新疆冬季平均气温的影响呈非对称型,冬季AO正异常与新疆冬季平均气温正距平的关系一一对应;冬季AO负异常时,新疆冬季平均气温距平的正负取决于东北半球极涡的强弱和中纬度70°E以东区域的位势高度距平。

利用国家气候中心完成的RegCM4区域气候模式在RCP4.5和RCP8.5两种排放路径下的气候变化动力降尺度试验结果,在检验模式对基准期(1986—2005年)气温和降水模拟能力基础上,进行华北区域21世纪气候变化预估分析。结果表明:RegCM4对华北区域基准期气温和降水的模拟能力较好。未来21世纪,两种情景下华北区域气温、降水、持续干期(consecutive dry days, CDD)和强降水量(R95p)变化逐渐增大,但变化幅度在高排放的RCP8.5情景下更为显著,其中近期(2021—2035年)、中期(2046—2065年)、远期(2080—2098年)RCP8.5情景下年平均气温分别升高1.77、3.44、5.82 ℃,年平均降水分别增加8.1%、14%、19.3%,CDD分别减少3、3、12 d,R95p分别增加30.8%、41.9%、69.8%。空间上,未来21世纪华北区域内年、冬季、夏季平均气温将一致升高,夏季升温幅度最大;年、冬季、夏季平均降水整体以增加为主,冬季降水增加幅度最大;CDD以减少为主,但近期和中期在山西和京津冀有所增加,而R95p以增加为主,表明21世纪华北区域干旱事件逐渐减少、极端降水事件不断增加。