过去千年是衔接气象观测数据与地质记录的重要时段。对过去千年气候进行模拟有助于区分自然和人为强迫的气候效应，认识当今气候的变化规律，并为预测未来气候提供参考。大量研究表明，在当代暖期之前，过去千年中存在中世纪气候异常期和小冰期两个典型时段。针对过去千年中国气候，以往研究的重点在于气候变量随时间的演变规律，鲜有研究关注这两个典型时段的气候特征。此外，在研究过去千年气候变化成因时，对火山爆发和太阳活动等外强迫的气候效应讨论较多，但是对气候系统内部变率作用的关注较少。基于以上研究背景，本文采用国际古气候模拟比较计划第三阶段(PMIP3)的多模式试验数据，系统分析了过去千年典型时段中国的气候特征以及不同外强迫和内部变率对典型时段中国气候的影响。主要结论如下:
　　(1)揭示了小冰期中国气候变化的特征和原因。在过去千年（850～1850年），中国平均温度呈下降趋势。相对于过去千年的平均态，小冰期中国平均温度下降0.07℃。除春季外，其他季节都出现不同程度的降温。小冰期中国温度降低主要是由于频繁的火山喷发和土地利用增多，而轨道参数的变化调节了季节尺度的温度变化。在小冰期，中国年均和夏秋季降水均减少，冬春季降水略有增加，上述变化与海陆热力差异变化导致的大气环流变化有关。与重建结果相比，模式可以合理地再现小冰期的冷干气候，尽管在一些方面二者仍有差异。
　　(2)阐明了过去千年典型时段太平洋年代际振荡(PDO)与中国东部夏季降水关系的变化及机制。根据从9个PMIP3模式优选出的HadCM3的模拟，发现PDO与中国东部夏季降水的关系随气候背景的不同而变化。在观测时段，PDO正相位对应华南和华北降水偏少，江淮流域偏多。然而，在中世纪气候异常期，中国东部降水从南到北呈现“正-负-正”的三极型分布;在小冰期，中国东部降水普遍偏少。上述降水变化特征与局地环流变化密切相关。在中世纪气候异常期，PDO正负相位合成相减后，东亚上空出现太平洋-日本型环流分布，同时西风急流增强南移，导致三极型的降水异常。小冰期期间，在对流层中低层，南海到菲律宾海存在气旋性异常;在对流层高层，东亚上空出现两个异常高空低槽，它们共同造成了中国东部降水的负异常。低纬海洋表面温度和印度降水的热力效应以及上游波列的传播是造成这两个时期局地环流发生异常的主要原因。
　　(3)揭示了过去千年典型时段大西洋多年代际振荡(AMO)与中国东部夏季降水关系的变化及主要物理过程。基于6个优选出的模式，研究发现AMO与中国东部夏季降水的关系并不稳定。在中世纪气候异常期，AMO正相位对应的中国东部夏季降水偏多，这与观测时段的特征一致。在小冰期，AMO正相位对应的中国东部降水整体偏少，特别是长江流域。对水汽收支方程的诊断表明，这两个时期与AMO相关的降水变化不一致与环流引起的水汽辐合作用有关。在中世纪气候异常期，AMO正负相位相减后，中国东部上空出现了低层气旋性异常、高层反气旋性异常的组合，这有利于低层辐合和高层辐散，进而导致降水增加。在小冰期，以中国东北为中心的异常反气旋减弱了东部上空的高层西风急流，促进了高空辐合和下沉运动，从而降水减少。在这两个时期，AMO引发的遥相关波列传播路径不同，决定了东亚地区水汽辐合特征的差异。