工业革命以来，全球年平均气温呈现上升趋势，从1970年代末到1990年代末，增暖最为显著，被称为快速增暖时期。但从1990年代末到2013年左右，增暖速率减缓，这段时期被称为全球变暖停滞期。中国地形复杂，气候独特。伴随全球快速增暖和变暖停滞，中国年平均气温趋势发生了怎样的变化呢？是否存在空间上及季节上的差异？影响中国气温及其趋势变化的主导因子是什么？变暖停滞发生前后，又存在怎样的变化呢？这些问题的回答构成了本论文要研究的第一部分内容。另一方面，以前的研究表明，年平均气温异常及其长期趋势变化主要决定于冬季的部分，或者说，冬季季节平均的气温异常决定了年平均气温异常的主要部分，冬季季节平均气温趋势决定了年平均气温趋势的主要走向，因而研究冬季气温长期变化的成因对理解年平均的气温趋势有特别重要的意义。冬季气温的变化主要决定于冬季风的强弱，乌拉尔阻塞作为东亚冬季风的一个重要影响系统，其长时间持续正异常不仅影响冬季的冷暖，也往往对应中国大范围极端低温事件。于是，进一步很自然的问题是:伴随着全球快速增暖和变暖停滞的年代际转换，乌拉尔环流持续异常事件，特别是持续正异常频次是否也发生了相应变化呢？变异机制又是什么？对这些问题的探究构成了本论文的第二部分内容。本论文紧紧围绕这两个方面的问题来展开，在观测诊断分析的基础之上，利用通用大气环流模式CAM5.3(the Community Atmosphere Model Version5.3)进行敏感性试验。此外，利用最新的国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)的大气模式比较计划(AMIP)试验数据，对主要结论进行了验证分析。本论文的主要结果可总结如下:
　　(1)1990年代末伴随全球平均气温由快速增暖到变暖停滞，中国年平均气温趋势发生显著的转折。由前期的增暖趋势变为明显的降温趋势。这种趋势变化表现出显著的区域和季节性差异:就年平均气温趋势而言，东部地区与全国平均变化一致，但青藏高原地区与之相反;年均气温趋势变化以冬季季节平均的趋势贡献最为显著;中国年平均气温趋势主要由东部冬季气温的趋势变化主导。
　　(2)基于观测/再分析资料的相关、合成分析表明，秋季喀拉海—拉普捷夫海海冰和冬季黑潮延伸区海温(sea surface temperature:SST)是影响中国东部冬季气温最主要的两个因子。喀拉海—拉普捷夫海海冰可以通过其自身的持续性，影响冬季巴伦支海—喀拉海海冰，从而影响到中国东部气温。在喀拉海—拉普捷夫海海冰异常偏少年，冬季乌拉尔山阻塞异常活跃，东亚大槽显著加强，有利于中国降温。黑潮延伸区SST负异常减弱（加强）北纬40度北侧（南侧）的经向温度梯度，减弱（加强）北纬40度北侧（南侧）的西风，加强东亚大槽和东亚冬季风，有利于中国东部冷异常。这两个因子彼此独立，在从快速增暖期向变暖停滞期过渡时，它们表现出与中国东部气温一致的趋势变化。
　　(3)CAM5.3敏感性试验和AMIP试验结果均验证，秋季喀拉海—拉普捷夫海海冰和冬季黑潮延伸区SST是影响中国东部冬季气温的两个主导因子，它们二者协同作用造成了停滞期中国东部变冷趋势。对CMIP6模式的AMIP试验结果分析发现:在能获得资料的24个模式中，有半数模式可以模拟出1990年代末中国气温趋势的年代际转折;多模式集合平均结果(MME)表现出中国东部冬季气温快速增暖期为升温趋势，而停滞期为降温趋势，与观测一致;MME结果也验证了秋季喀拉海—拉普捷夫海海冰和冬季黑潮延伸区SST对中国东部冬季气温的重要影响。
　　(4)利用再分析资料，对比分析了快速增暖期和停滞期乌拉尔持续正异常的特征差异。发现:持续时间在10天以上的长持续正异常事件的频次在变暖停滞期显著增加，频次异常的大值中心出现在乌拉尔山以南、北两个区域;对应长持续正异常事件，中国东部显著降温;造成这种持续异常的年代际变化的因子包括:冬季巴伦支海—喀拉海海冰密集度异常、太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation:PDO)有关的SST异常、以及大西洋多年代际振荡(Atlantic Multidecadal Oscillation:AMO)有关的SST异常。
　　(5)CAMS.3敏感性试验及CMIP6的AMIP试验表明，巴伦支海—喀拉海海冰减少引起北半球中高纬度2波结构的环流异常，在地中海和东亚为两个负异常中心，而在欧亚大陆高纬为正异常，正异常中心出现在乌拉尔山，解释了那里环流持续正异常事件的增多;PDO负位相有关的SST异常激发从北太平洋向下游传播的波列，引起3波结构的环流异常，乌拉尔山地区为正异常中心，有利于环流持续正异常事件发生;AMO正位相有关的SST异常造成北半球高纬度和中纬度分别存在1波和3波结构的环流异常，正异常中心位于乌拉尔山偏东、偏南的地区，有利于在乌拉尔偏东、偏南侧发生环流持续正异常事件。