西风带和季风环流是全球大气环流系统有联系的两个重要组成部分，通过影响中纬度和季风区的天气和气候而作用于自然生态系统、水资源和人类生产活动，是过去、现在和未来气候变化研究领域的重要内容。中上新世暖期是距今约3.3～3百万年的地质暖期，关注中上新世西风带和季风变化对人类理解未来暖期情景气候变化有借鉴意义，相关重建工作和数值模拟研究已广泛开展。以往对该时期西风带和季风的研究主要基于重建资料开展，由于重建资料的稀缺性和古气候代用指标的不确定性和多解性，尚存在诸多困难和争议，同时缺少古气候动力学机制的定量分析;少有的季风数值模拟分析工作也主要集中于东亚季风区，从全球季风系统的角度研究该时期全球季风变化的工作尚待开展。本文利用上新世模拟比较计划(Pliocene Model Intercomparison Project，PlioMIP)的多模式试验数据对中上新世西风带年和季节变化、全球季风范围和季风降水变化及其原因进行了分析研究，并将多模式结果以及模式与重建资料进行比较。主要结论如下:　　1、研究了中上新世西风带年变化特征及可能的影响机制。相对于参照时期，中上新世西风带向极移动，并伴随着纬向风变化的经向偶极形态，即西风急流中心靠极地侧纬向风加强，靠赤道侧纬向风减弱。由于大气环流热力结构的调整，中纬度对流层平均经向温度梯度随之发生变化，西风急流中心靠赤道（极地）侧减少（增加）;根据热成风原理，对流层西风急流中心向赤道（极地）侧纬向风呈负（正）异常变化。同时，哈德莱环流减弱，平均经向环流向极地移动，中纬度西风急流极向移动。有限但说服力较强的来自北太平洋深海钻探站点的风尘中值粒径重建证据，与模式模拟的北太平洋西风带变化相符，从而确认了中上新世西风急流中心靠赤道侧纬向风减弱的模拟结果。　　2、研究了中上新世西风带季节变化特征。北半球西风带在冬季、春季和秋季均向极移动，夏季则表现为对流层中高（低）层西风带向极地（赤道）方向移动。对流层平均经向温度梯度和经向环流的季节变化是西风带季节变化的原因。大气模式和所有模式（耦合模式）集合平均模拟的南半球西风带向极移动（移动不明显或幅度较小）。大气和耦合模式集合结果都表现出纬向风变化的偶极形态，但前者（后者）模拟的西风急流中心靠赤道侧西风风速减弱明显（幅度较小），靠极地侧西风风速增加幅度较小（较大）。并发现中上新世北半球夏季西风带变化存在明显不同于年变化和其他季节变化的特点，纬向平均结果表现为对流层中高（低）层西风带向极地（赤道）方向移动，北太平洋西部西风带与纬向平均结果一致，而北大西洋西风带向赤道方向移动。在重建研究中不能简单地将西风带半球尺度变化信息套用在区域西风变化上，也不能简单将西风带年变化信息套用在夏季西风带变化上。用粉尘粒径重建西风带夏季变化信息存在困难，而模式结果给出的西风带夏季变化信息可以作为古气候重建工作的一个参考。　　3、分析了中上新世全球季风区范围和季风降水变化。相对于参照时期，中上新世全球季风区范围、季风降水及其强度分别减少约6.4％，8.0％和1.7％，其中海洋（陆地）季风区范围和季风降水均减少（增加）约24.9％和27.2％(6.4％和6.0％)，季风降水强度减弱约3.0％（变化不大）。陆地和海洋季风降水变化在南北半球均呈现反位相变化;陆地季风降水增加主要来自于非洲北部、亚洲和澳大利亚北部等季风区降水的增加。季风降水变化主要是由季风区面积变化所决定的，季风降水强度对其贡献不大。中上新世温度场变化引起海平面气压场发生变化，南北半球间、海陆间以及各区域间气压梯度随之发生变化，导致水汽输送通量及其散度发生变化，从而造成季风降水发生变化。模式模拟的夏季降水和年降水与重建资料在中国北方、西北黄土高原北部（靖边剖面）和云南西部以及非洲北部和澳大利亚表现一致;在黄土高原中部（朝那和灵台剖面）模式模拟的年降水变化和重建结果表现一致;由于重建记录存在争议，黄土高原中部重建的夏季降水变化与模式结果是否一致尚无法评判。　　4、探讨了大气和耦合模式在中上新世西风带和全球季风变化中表现不一致性的可能原因。海洋表面温度和海冰范围在大气和海气耦合模式中处理方式不同，引起二者模拟的温度场不同，导致西风带和全球季风变化存在差异。对于西风带变化，西风带向极移动并伴随纬向风变化的偶极形态的特点在大气模式中表现明显，模拟的西风急流中心靠赤道侧西风风速减弱明显，而耦合模式模拟表明，西风带在北半球较明显地向极移动且模拟的西风急流中心靠赤道侧西风风速减弱幅度较小，在南半球则移动不明显;对于全球季风变化，二者模拟的季风降水在部分区域变化信号表现不一致，大气模式模拟显示南亚和东亚季风区南部以及马达加斯加岛北部季风降水减少，而耦合模式却模拟增加;二者模拟的季风降水变化幅度在空间上也表现不一致，在非洲北部、南亚北部和澳大利亚北部季风区，大气模式模拟的季风降水增加幅度大于海气耦合模式结果。