作为北半球冬季最强的中纬度环流系统之一，东亚冬季风主导着东亚的冬季气候。E1 Ni(n)o-Southern Oscillation(ENSO)是热带地区海气耦合系统年际尺度上最主要的模态，北极涛动（Arctic Oscillation，AO）是北半球热带外地区大气环流变化的主导模态，它们对东亚冬季风都有重要的影响。随着全球气候变化，东亚冬季风年际变化与ENSO和AO的关系正受到人们越来越多的关注。气候模式能否正确反映出东亚冬季风变异及其与这些因子的联系不仅是评估模式性能的一个重要指标，而且也是选择和利用气候模式预估东亚冬季风未来变化的基础。本文利用第五次全球耦合模式比较计划(CMIP5)的模式输出的历史试验(historical run)资料并结合观测和再分析数据，评估了CMIP5模式对当前东亚冬季风气候态、年际变率特征的模拟能力，同时分析了模式中ENSO和AO对东亚冬季风年际变率的影响及其机制。论文的主要研究结论如下:　　(1) CMIP5模式对东亚冬季风基本特征的模拟。CMIP5模式能较好的再现东亚冬季风系统的气候态特征，其结果与CMIP3模式相比有所改进，尤其是对东亚地区地表气温的模拟。CMIP5模式对东亚冬季地表气温模拟能力的提高可能与CMIP5模式中云-辐射反馈以及陆面过程的改进有关。虽然CMIP5模式对东亚冬季风基本特征有较高的模拟能力，但是偏差依然存在。模式模拟的东亚北部地区低层风场以及东亚大槽的气候态强度比观测普遍偏强，模式对东亚地区低层经向风以及降水模拟的不确定性依然比较大。CMIP5模式大多能模拟出与东亚冬季风相联系的各个环流场年际变率的空间分布特征，但是总体强度比观测略微偏弱。同时模式能较好的模拟出与东亚冬季风相联系的30°N以北的地表气温以及环流场异常分布，但是对30°N以南的环流以及降水场异常的模拟比观测显著偏弱。这种偏差可能与模式普遍难以抓住与东亚冬季风相联系的热带-热带外相互作用有关。　　(2) CMIP5模式中ENSO对东亚冬季风年际变化的影响及其机理。CMIP5模式中ENSO与东亚冬季风年际变化的相关性总体上比观测偏弱，进一步分析揭示出模式对东亚冬季风与ENSO年际关系的模拟能力主要依赖于模式对ENSO年际变率和相应海温异常信号东西位置的模拟状况。若模拟的赤道中东太平洋海温异常较观测位置偏东，则ENSO的年际变率往往偏弱，此时东亚-西北太平洋对ENSO的大气响应较弱;而若模拟的海温异常较观测过分偏西，则异常Walker环流也明显西移，导致对流层低层异常反气旋在印度洋产生，在东亚出现与观测相反的风场异常;只有当模拟的热带中东太平洋海温异常位置接近观测时，西北太平洋异常反气旋的位置尽管位置仍偏西，但与观测比较接近，并且那些模拟出较大ENSO海温振幅的模式模拟出的东亚-西太平洋地区的大气响应更加接近观测。进一步分析发现CMIP5模式对热带东太平洋气候态信风模拟偏强可能是ENSO相应海温异常信号的位置异常偏西的可能原因。相比于CMIP3模式，CMIP5模式能更好的表征ENSO对东亚冬季风年际变化的影响。　　(3) CMIP5模式中AO空间型的模拟偏差及其成因。绝大多数CMIP5模式中AO空间型的模拟和观测存在显著差异，最主要的偏差是AO的北太平洋活动中心异常偏强，而北大西洋活动中心偏弱。导致这一偏差的可能原因有两个。第一个原因是CMIP5模式对北太平洋海平面气压(SLP)年际变率的模拟偏强而对北大西洋SLP年际变率的模拟偏弱。第二原因是CMIP5模式中AO/NAO与PNA呈现异常强的负相关;PNA和NAO分别主导了北太平洋和北大西洋SLP的变率，当这两者呈现显著负相关时，北半球SLP的第一模态(AO)就会反映出这两者共同变化的部分;同时由于模式模拟的北太平洋SLP变率普遍偏强（原因一），最后导致AO的北太平洋活动中心异常偏强。当去除AO空间型中的PNA信号后（即得到纯NAO信号），模式和观测的结果就非常一致，均显示出NAO的空间分布特征。北太平洋副热带急流波导以及热带中东太平洋SST变率是影响模式中PNA-AO/NAO关系的重要因子。　　(4) CMIP5模式中AO对东亚冬季风年际变化的影响及其机理。CMIP5模式MME的结果显示AO对东亚冬季风直接影响的强度较观测明显偏弱，导致这一现象的主要原因是绝大多数模式中的AO混合了PNA的影响，而观测中AO基本反映NAO的特征。当去除模式中AO指数中PNA的影响后，剩下的部分（即纯NAO信号）对东亚冬季风的影响和观测就非常接近。另外，CMIP5模式中AO可以使西伯利亚高压对朝鲜半岛以及日本冬季气候的影响加强，导致这种现象的主要原因是模式中与AO相联系的北太平洋SLP异常明显偏强。当西伯利亚高压处于正位相时，欧亚大陆呈现大范围的SLP正异常，而此时由AO为负位相引起的北太平洋SLP出现明显负异常，导致了东亚北部地区东西向的SLP梯度加大，东亚冬季风加强，其对朝鲜半岛以及日本冬季气候的影响加强。而在观测中，与AO相联系的北太平洋正SLP非常弱。模式中PNA同西伯利亚高压呈现显著负相关关系是AO调制西伯利亚高压对朝鲜半岛以及日本冬季气候影响的根本原因。