早在100多年前，菲茨洛依就对温带气旋(可简称为气旋)的地面气流结构作了较真实的描述。第一次世界大战之后，随着地面观测网的扩充，挪威学派在总结和吸取过去研究成果的基础上提出了挪威气旋模式，第一次概括出气旋内三维空气运动、降水和地面锋之间关系的天气学模式，为短期预报提供了理论基础，在气象学发展中发挥了重大作用。至20世纪30年代，由于高空观测网的建立，发现了高空波动及其与温带气旋的联系，从而使气象学家对温带气旋的发生、发展、大尺度结构以及能量收支等有了较深入的认识(丁一汇，2005)。当时和后来提出的一些气旋发展理论与观测结果至今仍是预报的主要依据，Petterssen(1956)和Palmén等(1969)对此做了全面的总结。之后中国研究者也通过诊断分析，对温带气旋及爆发性温带气旋的热力及动力结构做了更为深入的研究(李长青等，1989；黄立文等，1999；熊秋芬等，2013；王东海等，2013)。对于温带气旋的气候学研究，早期的学者主要依靠人工主观判断来进行统计分析，随着再分析数据和天气气候模式的发展，20世纪80年代以后气象学家开始尝试用数值算法来客观判定和追踪温带气旋，目前已成为温带气旋研究的客观方法之一。

温带气旋客观算法的重要应用之一在于将其与大气环流模式(GCM)相结合，如利用温带气旋的客观识别方法和大气环流模式进行温带气旋对不同外强迫及边界条件的敏感性实验(Carnell et al，1998；Knippertz et al，2000；Raible et al，2004；Pinto et al，2006)。此外，科学家们还利用温带气旋的客观算法和未来不同气候情景下的气候变化进行温带气旋变化的预估研究(Watterson，2006；Froude et al，2007a，2007b；Ulbrich et al，2008，2009)。不同温室气体浓度驱动的气候模式的集合结果表明，极端强气旋的数目在冬季将增多，然而北半球和南半球总气旋数目都有微弱减少的趋势。至21世纪末，气旋数目减少趋势的信号是增强的，这证实了气旋数目变化对所选情景的敏感性(Lambert et al，2006)。其他一些研究也表明未来气候情景下北半球的温带气旋数目将减少(Bengtsson et al，2006；Finnis et al，2007；Pinto et al，2008；Löptien et al，2008)。

Lambert等(2006)指出，未来北半球冬季极端强温带气旋的发生频率将增大，然而此结论并没有被更多的研究所证实。相反，一些研究认为增强的气旋强度仅发生在有限的地区，比如Bengtsson等(2006)研究的英国和阿留申群岛地区。哈得来中心和马普气象研究所(Max Planck Institute for Meteorology)的全球气候模式模拟结果显示无论怎样定义极端气旋，未来大西洋东北部至欧洲中部地区极端气旋的数目和强度都有增多和增强的趋势(Leckebusch et al，2004，2006)。但是对于极端气旋增多的具体位置和增多的幅度，不同模式尚存在一定的差异(Leckbusch et al，2006)。在解释未来气候情景下极端温带气旋事件变化趋势的不一致时，科学家认为极端气旋事件的不同定义(用中心气压极端低值或用气压拉普拉斯值的99百分位值作为极端事件的阈值)在很大程度上决定了根本的变化趋势。

关于区域温带气旋变化，不少的大气环流模式模拟结果都表明，未来气候变化下地中海海域的温带气旋将变化显著(Lionello et al，2002，2008)。研究者给出的证据表明，即使考虑不同模式、不同情景和不同的分析方法，地中海地区冬季气旋活动均显著减少，而夏季气旋数目却增多。就气旋强度而言，Pinto等(2007)认为，在温室气体导致的气候变化下地中海地区强气旋将减少。但Lionello等(2002)却发现该地区极端强气旋将增多，虽然增多并不显著。Musculus等(2005)用区域气候模式研究表明，地中海地区总的温带气旋数目将是增多的，强系统则是减少的。但Gaertner等(2007)运用的集合区域气候模式结果表明，地中海地区强气旋的强度将是增强的，强气旋强度的增强是由于该地区热带气旋发展造成的。对于北半球风暴路径，Ulbrich等(1999)研究发现，东北大西洋风暴路径的增强同向东移动的北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation，NAO)中心有关，向东移动的北大西洋涛动中心又与欧洲西北部增加的强气旋有关(Pinto et al，2008)。Pinto等(2007)利用第5代全球气候模式的大气模式(ECHAM5-OM1)模拟得到未来SRES(Special Report on Emissions Scenarios)情景下，位于北大西洋中部至亚洲大陆的对流层风暴路径活动将增多。

IPCC(2012)总结得到，增加的人为温室气体强迫将导致未来中纬度地区温带气旋数目减少，以及对流层风暴轴继续向极地移动均达到中等共识信度水平。第3次国际耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 3，CMIP3)中的模式模拟得到温带气旋区域性的变化比较显著，但仅部分地区的结果达到中等共识信度水平，CMIP3许多模式中平流层不足的分辨率是否可能会影响区域性的结果仍存在不确定性。此外，由于研究中采用的分析方法不同、物理量不同，以及分析的大气层次不同，也可能导致区域气候模式预估的温带气旋变化具有低的共识信度水平。与CMIP3相比，第5次国际耦合模式比较计划CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)新发展的耦合气候模式在多圈层耦合、垂直分辨率、碳循环耦合及各种参数化方案上都有了新的发展和很大的改进。加上CMIP5采用新典型浓度路径(Representative Concentration Pathways，RCPs)，利用CMIP5对温带气旋进行未来变化的分析可能会在某种程度上减少不确定性，对于未来温带气旋的变化及机理研究具有重要的意义。Chang等(2012)利用CMIP5模式集合结果研究发现，全球变暖背景下未来北半球对流层上层和平流层低层的风暴轴将向高纬度和高层移动，冷季节极端强气旋发生的频率将显著降低。CMIP3和CMIP5多模式集合结果显示，北半球冬季风暴轴对SRES的中低排放(A1B)和RCP4.5情景的响应大体上是一致的，但在北半球副极地地区二者仍存在显著的差异(Harvey et al，2012)。此外，通过比较发现，虽然CMIP3和CMIP5在南半球的预估有着比较一致的结果，然而CMIP5中冬季北半球对流层低层风暴活动将减少，这同CMIP3的预估结果正好相反(Chang et al，2012)。

本研究在第Ⅰ部分(张颖娴等，2014)检验模式模拟历史时期温带气旋能力的基础上，进一步预估分析6个耦合气候模式(BCC-CSM-1.1、CanESM2、GFDL-ESM2M、HadGEM2-CC、MPI-ESM-LR和NorESM1-M)在典型浓度路径RCP4.5下未来北半球温带气旋及北半球风暴路径的可能变化，探讨哪些变化具有较高的信度和一致性，哪些变化仍存在较低的信度和不确定性，为北半球温带气旋变化不确定性研究提供参考和依据。

IPCC/AR5的全球气候变化未来预估试验采用了IPCC专家组提出的新温室气体排放情景，称之为典型浓度路径。相对于IPCC之前定义的温室气体排放情景SRES，典型浓度路径可以看作是辐射强迫情景，辐射强迫情景可以大大减小之前的SRES排放情景中从社会经济情景到最终影响评估和脆弱性研究所产生的不断累积的误差。IPCC/AR5共用4类典型浓度路径(RCP8.5、RCP6.0、RCP4.5和RCP2.6)(表 1)。其中，RCP8.5为CO₂排放的高端路径，其辐射强迫高于SRES中高排放(A2)情景和化石燃料密集型(A1FI)情景。RCP6.0和RCP4.5均为中间稳定路径，但RCP4.5的优先性大于RCP6.0。RCP2.6为CO₂排放的低端路径，其与实现2100年相对工业革命之前全球平均升温低于2℃目标是一致的(Moss et al，2010)。典型浓度路径情景预测中的外强迫采用的是随时间变化的温室气体、太阳常数、臭氧和气溶胶，长期历史时期采用的也是随时间变化的强迫场，包括同典型浓度路径情景预测相同的外强迫和火山活动。

本研究采用了第Ⅰ部分中所检验的6个CMIP5气候耦合模式(张颖娴等，2014)。将6个模式当前历史时期以及RCP4.5典型浓度路径下高时间分辨率(6 h)的海平面气压场、高度场、温度场和风速场的模拟结果运用到客观识别和追踪温带气旋中，预估至21世纪末RCP4.5典型浓度路径下北半球温带气旋的变化。客观识别和追踪温带气旋的具体原理、公式及方法见Zhang等(2012)。

图 1为北半球温带气旋年生成频率(10°×10°网格范围内年气旋生成个数)的未来变化。综合来看，6个模式未来频率变化达到95 %信度的区域中，气旋生成频率降低的区域多于升高的区域(图 1中的蓝色阴影区域多于红色阴影区域)。具体来看，不同模式的预估结果具有一定的差异。BCC-CSM1.1预估较高纬度(60°N以北)的大多数地区气旋生成频率将增加，但增加并不显著，仅在加拿大东北部地区达到了95%信度；较低纬度(60°N以南)的气旋生成频率将是减小占主导地位，落基山下游的北美中部地区、西北太平洋地区温带气旋生成频率将显著降低(图 1a)。CanESM2预估2053—2099年北半球温带气旋生成频率将显著减小(图 1b)，尤其在阿拉斯加、蒙古高原、鄂霍次克海以北地区、里海以东的中亚地区、西北太平洋地区、地中海东部地区、北欧地区和北大西洋中部部分地区。GFDL-ESM2M预估地中海地区和北美西北部地区温带气旋生成频率将显著减少，但在落基山下游的北美中部地区同其他模式截然相反，预估该地区温带气旋生成频率将显著增大(图 1c)。HadGEM2-CC预估西北大西洋、北美西北部地区、日本和西北太平洋、地中海和欧洲北部地区温带气旋生成频率将显著减小(图 1d)。MPI-ESM-LR预估北美西北部地区、欧洲中部和北部地区、蒙古和中国东北部分地区气旋生成频率显著降低，而里海以东部分地区生成频率将显著增高(图 1e)。NorESM1-M预估西北大西洋、地中海西部和西北太平洋的气旋生成频率将显著减小，北美东北部地区则将显著增大(图 1f)。

图 1 RCP4.5情景下2053—2099年北半球温带气旋年生成频率(10°×10°区域内年气旋生成个数)相对于1950—1996年的变化(a，BCC-CSM1.1，b，CanESM2，c，GFDL-ESM2M，d，HadGEM2-CC，e，MPI-ESM-LR，f，NorESM1-M;单位：10-1，阴影区达到95%信度) Fig. 1 Changes of the annual cyclogenesis frequency(number of annual cyclogenesis in 10°×10° region)over the Northern Hemisphere during 2053-2099 period under RCP4.5 relative to 1950-1996 period(a.BCC-CSM1.1，b.CanESM2，c.GFDL-ESM2M，d.HadGEM2-CC，e.MPI-ESM-LR，f. NorESM1-M; unit: 10-1 cyclones，shadow regions are significant at the 95% confidence level)

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就整个北半球来说(图 2)，6个模式对年气旋过程数变化趋势的预估结果基本一致，即年气旋过程数均将显著线性减少，其中，HadGEM2-CC预估的年气旋过程数随时间线性减少的趋势最强(表 2中的-0.158)。6个模式的集合结果(图 2a的蓝色粗实线)同样表明北半球温带气旋过程数将有显著线性减少的趋势。从图 2b和表 2得知，6个模式中有2个模式(BCC-CSM1.1和NorESM1-M)的预估结果显示较高纬度(60°N以北)的年气旋过程数将线性增多，4个模式则显示将线性减少(HadGEM2-CC的减少趋势最为显著)。对于较低纬度(60°N以南)，6个模式的结果非常一致，均预测该地区年气旋过程数将显著地线性减少。整个北半球和较低纬度地区的年气旋过程数要比较高纬度地区线性减少的趋势更为显著，这同未来气旋生成频率变化的空间分布结果(图 1)是一致的。

图 2 1950—2099年北半球年气旋过程数的标准化时间序列(a．北半球，b．60°—90°N地区，c．25°—60°N地区；黑色细虚线： 各模式，蓝色粗实线：模式集合，粗虚竖线：2005年分界线；虚线右侧为RCP4.5 情景值) Fig. 2 St and ardized time series of the annual cyclone processes during 1950—2099(a．the Northern Hemisphere，b．60°-90°N，c，25°-60°N； black thin dotted lines：models，blue solid thick lines：model ensemble，dotted lines： the boundary line of 2005； right of 2005 is for RCP4.5)

图选项

BCC-CSM1.1预估RCP4.5情景下东北太平洋和俄罗斯西部气旋中心气压将显著降低，北美洲中部地区则将显著升高(图 3a)。CanESM2预估除了北大西洋部分地区温带气旋中心气压将显著升高外，北半球其他地区气旋中心气压将以降低的趋势占主导地位，特别是在西北大西洋、地中海至东欧、中国东北至西伯利亚地区、北太平洋和西北大西洋地区(图 3b)。GFDL-ESM2M预估加拿大东北部、北太平洋地区、欧洲东部和亚洲东部地区温带气旋中心气压将显著降低，西北大西洋地区则将升高(图 3c)。HadGEM2-CC预测北大西洋、东北大西洋的气旋中心气压将升高，北美中部至西北大西洋、亚洲西部、北太平洋地区的气旋中心气压则将显著降低(图 3d)。MPI-ESM-LR预估的气旋中心气压的变化主要在北美洲东北部、北太平洋地区将显著降低，而在贝加尔湖以南的蒙古地区则将显著升高(图 3e)。NorESM1-M预估西半球的气旋中心气压将会普遍升高，东半球气旋中心气压则将普遍降低(图 3f)。

图 3 同图 1，但为气旋中心气压(单位：hPa) Fig. 3 As in Fig. 1 but for the cyclone central pressure(unit: hPa)

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从图 4可以看出，6个模式预估的整个北半球的温带气旋平均中心气压均呈现显著线性降低的变化趋势。除了NorESM1-M外，其余模式预估的气压降低趋势均通过了0.01显著水平检验，其中CanESM2的气旋中心气压随时间线性降低的趋势最强(表 3中的-0.132)。同样以60°N为界，研究分析北半球较高纬度和较低纬度气旋中心气压 随时间的线性变化趋势。可见6个模式的北半球较高纬度同样呈现出一致的预估结果，即气旋中心气压均将显著降低(图 4b)，CanESM2预估气旋中心气压线性降低的趋势最强(表 3中的-0.077)。图 4c为北半球较低纬度的情况，气旋中心气压依然是将显著地线性降低，6个模式中有5个模式预估的变化趋势系数通过了显著性检验，CanESM2预估的负的变化趋势仍为6个模式中最大。模式集合预估显示北半球整体和北半球较低纬度温带气旋中心气压的降低趋势要大于高纬度地区，说明了未来较低纬度气旋中心气压可能有更显著的变化。

图 4 同图 2，但为气旋中心气压 Fig. 4 As in Fig. 2 but for the cyclone central pressure

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由于气压的拉普拉斯值可以近似地等于准地转涡度，气压拉普拉斯值能够在一定程度上体现气旋涡度的强弱，因此，可将温带气旋气压拉普拉斯值作为气旋的涡度强度。BCC-CSM1.1预估北美大陆中部为气旋涡度强度显著减小的区域，东北太平洋则为显著增大的地区(图 5a)。CanESM2预估的欧洲北部至中西伯利亚地区、白令海峡西部、北美中部至北部和北大西洋地区气旋涡度强度将显著减弱(图 5b)。GFDL-ESM2M预估未来北半球温带气旋涡度强度呈现减弱和增强共存的局面，其中，北大西洋中部地区和北太平洋中部地区气旋涡度强度将显著增强，欧洲东部、贝加尔湖一带及欧洲北部北冰洋的小范围地区则是涡度强度将显著减小(图 5c)。HadGEM2-CC预估北美北部至北大西洋地区、中国东北地区及西西伯利亚地区气旋涡度强度将显著减弱，而亚洲北部北冰洋地区则将显著增强(图 5d)。MPI-ESM-LR预估的涡度强度变化显著的地区基本都是涡度强度减弱，比如俄罗斯西部至北欧东部地区、鄂霍次克海地区，及北美洲的中部和西北部部分地区(图 5e)。NorESM1-M预估的变化显著的地区同样也是涡度强度的减弱区，如加拿大西部、加拿大东部沿岸、日本北部地区及中亚的巴尔喀什湖地区(图 5f)。

图 6 同图 1，但为气旋气压拉普拉斯值(单位：hPa /(deg)2) Fig. 6 As in Fig. 1 but for the Laplacian of cyclone pressure(unit: hPa /(deg)2)

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6个模式对整个北半球温带气旋涡度强度随时间变化趋势的预估情况非常一致，即1950—2099年涡度强度为线性减弱的趋势，其中，CanESM2、HadGEM2、MPI-ESM-LR和NorESM1-M的负的变化趋势通过了0.01显著水平检验(图 6a和表 4)。对于较高纬度地区，除了BCC-CSM1.1的气旋涡度强度将微弱线性增强外，其余5个模式的气旋涡度均将线性减弱，其中，CanESM2、GFDL-ESM2M和HadGEM2-CC预估的减弱趋势比较大。对于较低纬度地区，除了GFDL-ESM2M的气旋涡度强度将微弱线性增强外，其余5个模式均预估涡度强度呈现显著线性减弱的趋势。因此总体来看，不同纬度地区，各有5个模式的预估结果同整个北半球的变化趋势一致，模式的集合结果体现了未来无论较低纬度还是较高纬度气旋涡度强度均将显著减弱。

图 6 同图 2，但为气旋气压拉普拉斯值 Fig. 6 As in Fig. 2 but for the Laplacian of cyclone pressure

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根据张颖娴等(2012a)的研究可以看出，北大西洋和北太平洋500 hPa风暴轴纬度指数、强度指数的变化与同地区气旋活动的纬度指数、强度指数的变化有紧密的正相关，因此，用两大洋地区气旋活动的变化来表示风暴轴的变化，即用气旋活动的强度指数代替风暴轴的强度指数，气旋活动的纬度指数代替风暴轴的纬度指数。定义2.5°格点范围内年均气旋活动频率大于2的所有格点气压拉普拉斯的平均值作为风暴轴的强度指数，同样定义这些格点所在纬度的平均值作为风暴轴的纬度指数(张颖娴等，2012a)。

由表 5可见，6个模式对于夏季和秋季北大西洋风暴轴纬度指数百年时间序列变化趋势的预估结果是一致的，都得到风暴轴将为随时间向高纬度偏移的趋势。春季除了GFDL-ESM2M外，其他5个模式均给出风暴轴将北移的变化趋势。对于冬季风暴轴位置的变化，BCC-CSM1.1、CanESM2、GFDL-ESM2M的预估结果表明风暴轴仍将偏向极地移动，而HadGEM2-CC、MPI-ESM-LR和NorESM1-M预估的风暴轴未来有向低纬度移动的可能。6个模式对于春季、秋季和冬季北大西洋风暴轴强度指数的预估结果比较相似，均给出风暴轴强度指数将线性减弱，其中，BCC-CSM1.1预估的冬季，CanESM2的秋季和冬季，HadGEM2-CC预估的春季、夏季和冬季，MPI-ESM-LR预估的春季，以及NorESM1-M预估的冬季风暴轴强度减弱的趋势均通过了显著性检验。此外，GFDL-ESM2M预估的夏季北大西洋风暴轴的强度指数将有弱的线性增强的趋势。

从表 6可以看到，6个模式一致地预估春季和秋季的北太平洋风暴轴将向高纬度偏移。对于夏季风暴轴，仅2个模式预估风暴轴将微弱地向高纬度移动，预测结果分歧较大，这说明未来夏季北太平洋风暴轴可能没有显著的南北移动倾向。冬季除了CanESM1.1外，其他5个模式的预估均表明风暴轴将向极地偏移，偏移趋势在BCC-CSM1.1和HadGEM2-CC预估结果中体现得比较显著。对于北太平洋风暴轴强度指数的变化，5个模式对秋季的预估结果是一致的。GFDL-ESM2M预估春季风暴轴强度将显著地线性增强，但其他5个模式预估 的风暴轴强度却将线性减弱。夏季，除了HadGE-M2-CC和NorESM1-M预估得到弱的负线性变化趋势外，其他4个模式的预估结果均为正。冬季，CanESM2和NorESM1-M预估结果显示北太平洋风暴轴强度将显著地减弱，而其他4个模式的结果则为风暴轴强度将线性增强。

通过前面的分析发现，模式预估显示北半球温带气旋过程数将成减少的趋势，虽然较高纬度和较低纬度的气旋过程数均将减少，但表 2中的趋势系数表明，未来较低纬度气旋过程数将减少的更多。由此可知，气旋活动在一定程度上将向高纬度偏移发展。这一点也能从多数模式预估的风暴路径将向极偏移的结果看出，尤其是北大西洋风暴轴。之前的研究工作(张颖娴等，2012a)表明风暴路径的变化同对流层中层大气斜压性指数的变化成显著正相关，可见大气斜压性的变化是引起温带气旋活动变化和风暴轴变化的主要原因之一。因此，将研究RCP4.5情景下未来大气斜压性指数的变化，从而进一步探讨北半球温带气旋活动和风暴轴变化的可能原因。

这里用最大伊迪增长率 σ_BI=0.31fэ|v|/zN^-1来表示大气的斜压性增长(张颖娴等，2012a，2012b)，其中，f为科里奥利参数，N为Brunt-Vísl频率，v为水平风速，z为垂直高度。当计算南半球的σ_BI时，f取|f|，那么σ_BI均为正，其值越大表明大气的斜压性越强，大气越不稳定。图 7为未来RCP4.5情景下年均σ_BI相对于20世纪后半叶(1950—1996年)的变化，正值表明σ_BI增大，负值表明σ_BI减小，黑色等值线为20世纪后半叶均值情况。6个模式中CanESM2模拟的20世纪后半叶的平均大气斜压性指数最大，未来变化的极值也最大。从图 7可以发现，对流层中低层北半球中高纬度大部分地区大气斜压性未来将减弱，这在某种程度上解释了北半球温带气旋将减少的原因。北半球斜压性指数增大的范围基本上是在对流层上层，而南半球斜压性指数增大的范围比较广，有些模式的模拟结果甚至可以从对流层底层向高层延伸至平流层底。同时可以看到，无论北半球还是南半球，模式结果显示对流层中高层的斜压区均将向高层和高纬度扩展。对流层中高层斜压区的变化可以在某种程度上体现对流层中高层风暴轴的变化，并可以解释为风暴轴有整体向高层和高纬度移动的变化趋势。未来北半球对流层中低层大气斜压性的减弱使得温带气旋活动减少，而中高层斜压区和风暴轴向高纬度的偏移又使得未来北半球较低纬度地面气旋活动减少得更为显著。

图 7 RCP4.5情景下2053—2099年相对于1950—1996年的年均 σBI变化(a．BCC-CSM1.1，b．CanESM2，c．GFDL-ESM2M，d．HadGEM2-CC，e． MPI-ESM-LR，f．NorESM1-M； 色阶，单位：d-1；等值线为1950—1996年 σBI的平均值) Fig. 7 Changes of annual σBI during 2053-2099 under RCP4.5 relative to 1950-1996(a．BCC-CSM1.1，b．CanESM2，c．GFDL-ESM2M，d．HadGEM2-CC，e．MPI-ESM-LR，f．NorESM1-M; shading，unit: d-1; contour represents the mean of σBI of 1950-1996)

图选项

本研究利用6个高分辨率的CMIP5气候耦合模式探讨了未来RCP4.5典型浓度路径下21世纪后半叶(2053—2099年)相对于20世纪后半叶(1950—1996年)北半球温带气旋、风暴轴的变化，并从大气斜压性方面分析了北半球温带气旋活动变化的可能原因。主要结论总结如下：

(1)6个模式对于北半球温带气旋过程数、温带气旋的涡度强度及中心气压的时间序列变化趋势的预估具有较高的一致性。6个模式较一致地预估至21世纪末北半球温带气旋过程数将显著线性减 少，涡度强度将线性减弱，中心气压将显著降低。这表明了北半球温带气旋活动及其强度的变化趋势对温室气体强迫有着比较强的敏感性，而模式的差异并不会造成未来气候情景预估下温带气旋这些主要特性的不同变化趋势。虽然不同模式的预估结果仍存在区域性的差异，但预测均显示未来变化显著的区域中多为气旋生成频率降低和气旋中心气压降低。温带气旋某些特性的区域变化对温室气体强迫的响应随模式的不同而存在一定差异，这可能与不同模式具有不同的参数化物理过程和动力框架有关。

(2)6个模式均预估未来夏季和秋季的北大西洋风暴轴将向高纬度偏移，春季、夏季、秋季的风暴轴强度将减弱。但对于北太平洋风暴轴来说，模式仅对风暴轴纬向位置变化在春季和秋季的预估结果比较一致。因此，北太平洋和北大西洋风暴轴未来位置及强度的变化在某些季节仍存在较大的不确定性，需利用更多模式和模式集合结果进行研究分析，从而减小预估结果的不确定性。

(3)6个模式一致预估至21世纪末北半球对流层中低层大气斜压性将呈现减弱的变化特征，这在一定程度上解释了北半球温带气旋活动会减少的原因。另外，模式预估结果显示北半球对流层中高层斜压区未来呈现向高层和高纬度移动的变化趋势，表明北半球风暴轴将整体向高层和高纬度偏移，这在一定程度上使得未来北半球较低纬度地面气旋活动比较高纬度地区减少更为显著。

由以上的总结分析可知，虽然利用的6个耦合气候模式对未来北半球温带气旋的一些变化特征得到了比较一致的预估结果，在一定程度上体现了这些变化特征对温室气体强迫存在较为一致的响应，但区域性的预估结果，以及北太平洋和北大西洋风暴轴不同季节未来的可能变化仍具有的信度水平不高，不同气候模式中不同的物理过程在温室气体强迫下将怎样影响未来区域温带气旋活动和风暴轴的变化尚有待进一步深入研究。此外，气候情景的不确定性和气候模式的不确定性也需要在下一步的工作中纳入更多地气候模式和非单一的典型浓度路径，从而进一步降低温带气旋风暴未来变化预测与预估研究的不确定性。