本书介绍了国家重点研发计划项目“中国北方地区极端气候的变化及成因研究”的研究成果，这些成果揭示了中国北方极端气候年际和年代际尺度的时空演变特征、主要物理过程和动力学机制，构建了中国北方极端气候变化机制的概念模型；发展了新的预测理论和方法，构建了适用于中国北方极端气候的高分辨率动力嵌套预测系统及统计与动力相结合的预测模型；发展了机制研究和模式模拟相结合的方法，预估了中国北方极端气候的未来演变趋势。本书内容涵括中国北方地区极端气候（高温、干旱、低温、暴雪、极端降水与洪涝）的年际年代际变异规律和物理机制，极端气候预测新理论新方法与应用，极端气候未来变化预估等。本书可供从事大气科学、海洋科学、环境科学等专业的研究人员和业务工作者参考，也适合各类高等院校相关专业师生阅读。