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北大西洋是一个重要的大气碳汇,该汇受北大西洋涛动（NAO）的影响,且具有强烈的年际以及年代际波动。为更好地理解北大西洋海气碳通量与NAO的关系,本工作主要开展了以下三个方面研究:一是对比不同冬季定义时间的NAO指数之间的差异;二是探究NAO在不同季节对北大西洋物理场以及CO2通量（fCO2）的影响及相应机制;三是评估CMIP5地球系统模式（CMIP5-ESMs）对NAO和北大西洋fCO2的模拟情况。得到以下结论:（1）冬季定义时间的不同可能导致NAO指数在某些年份出现信号不同的现象,这些现象主要出现在年代际位相转换时期。由不同冬季时间定义的NAO也可以造成对NAO活动中心的不同描述,包括位置和其变化规律,这极大地影响了基于固定站点和EOF方法定义的NAO指数。不同冬季时间定义的NAO指数所反映的周期信号也有所不同:冬季定义时间越长,年际信号越弱。（2）根据NAO指数的显著周期,以2-6年和大于8年分别代表年际和年代际及以上的时间尺度,分析了NAO指数与北大西洋物理变量之间的关系。结果表明:NAO与北大西洋经向流场之间的关系在长时间尺度上比较显著,在该尺度上,NAO和大西洋经向翻转环流（AMOC）之间的关系与NAO和副极地海域海表温度（SST）的关系相反,反映了SST的变化可能在该时间尺度上对AMOC具有一定的驱动作用。在年际尺度上,副热带和副极地的SST异常与NAO正相关,尽管其机制可能不一样,且SST的异常未能驱动环流场对NAO响应。（3）基于观测资料,冬季和夏季北大西洋fCO2在年际时间尺度上对NAO的响应的差别主要体现在副热带海域,这种季节差异主要是由于fCO2对NAO的响应机制不同引起的:在冬季,NAO驱动的风速变化是造成北大西洋fCO2异常的主要因子,而在夏季,尤其是在副热带,NAO驱动的SST变化通过导致海表CO2分压(pCO2sea)异常来影响fCO2。（4）对13个CMIP5-ESMs对冬季NAO的模拟的评估可以得到:基于模式模拟的和观测资料的NAO指数之间的最大的差异体现在年代际信号上。所有模式模拟的NAO高压活动中心和观测相比偏南,导致相应的fCO2对NAO的强负响应区域也偏南。大部分模式对于冰岛南部的碳源模拟较差。模拟的NAO对北大西洋fCO2的影响情况与观测结果有一定共性:模拟出碳源的模式在年际和年代际时间尺度上都能在碳源区域模拟出和观测一致的fCO2异常对NAO的负响应中心。