过去2000年已成为历史气候研究的一个重要时段，它是地质资料与器测资料的过渡阶段，是模式积分模拟的未知阶段，是了解现代暖期的最佳阶段，其不仅仅是历史气候研究在时间上的拓展，更是理解现代暖期对外强迫因子响应方式，预测未来气候发展的桥梁。本文利用通用地球系统模式CESM完成了多组长达2000年的积分模拟试验，并依据模拟结果研究了过去2000年全球气候（地表气温、降水）变化的时空特征，分析了地表气温与降水的年代-百年际变化，探讨了主要外强迫因子对历史时期气候变化影响的差异，揭示了过去2000年自然外强迫与人类活动对不同特征时期全球气候变化的影响机制。　　1、模式模拟性能检验　　利用CESM模拟的地表气温、降水、风场、海表温度场以及气压场与再分析资料和重建资料进行了对比分析。结果表明，CESM模拟的现代气候空间分布与观测/再分析资料较为一致，能够较好地再现气候平均态特征;模拟的气候系统内部变率与重建结果较为一致，较好地刻画了气候系统内部特征;模拟的过去2000年全球/半球平均地表气温与历史时期的重建序列结果有较好的对应性。　　2、过去2000年全球气候的时间变化特征　　CESM模拟结果显示，在多年代-百年际时间尺度上，存在着较为明显的暖期与冷期的交替变化，即罗马暖期、黑暗时期、中世纪暖期、小冰期以及现代暖期。此外，从百年时段的上升速率来看，过去2000年降水率上升最快的100年为1258-1357年(0.067 mm/day100yr-1)，而地表气温上升最快时段为1901-2000年(0.96℃100yr-1);利用各个敏感性试验结果进行分析，并与其他重建及模拟结果进行对比研究，发现各个外强迫试验结果的表现较为合理。通过对比各个敏感性试验与全强迫试验过去2000年全球平均地表气温，发现强烈的火山活动是地表气温发生突变的主要原因，且持续时间不超过十年;总太阳辐射量的变化，是影响全球平均地表气温年代-百年际变化幅度的主要原因之一;温室气体浓度的变化则是导致现代暖期明显增暖的最主要原因;土地利用/覆盖的变化会导致全球平均地表气温的下降，但其影响幅度较小。对过去两千年全球平均地表气温进行突变检验，发现在年代-百年时间尺度上，其突变前后基本反映了过去2000年特征冷、暖期的转折。太阳辐射的周期性变化在中世纪暖期之前是地表气温年代-百年尺度突变的主要原因;火山活动则是各个冷、暖期背景内突变的主要原因;而是温室气体对近百年来的气温突变作用更为显著。利用全强迫试验的全球平均地表气温/降水率的变化与各个敏感性试验之和的比较发现，虽然两者在变化趋势上较为一致，但数值上相差较多，因此，并不能用简单的算术加减来分离不同外强迫因子的气候效应。另外，通过对太阳辐射敏感性试验及温室气体敏感性试验的地表气温进行回归分析发现，CESM对温室气体浓度变化的响应比对太阳辐射的响应更为敏感，人类活动对现代增暖起了决定性作用。　　3、过去2000年特征暖期的气候变化　　在CESM试验结果中，四个特征暖期（即罗马暖期、中世纪暖期Ⅰ、中世纪暖期Ⅱ、现代暖期）都表现出明显的空间差异，在地表气温变化上，现代暖期的增温幅度最大;在全球降水变化上，罗马暖期的增幅最大，且热带地区的降水变化决定了全球总降水变化。　　在罗马暖期，太阳辐射增强是导致其“暖化”的主要原因;而在中世纪暖期，火山活动的相对减弱和太阳活动的相对加强是导致其增暖的主要原因;现代暖期，温室气体浓度激增是其异常温暖的最主要原因，但太阳辐射的变化亦对其增暖有所贡献。　　在各个特征暖期内，太阳辐射是导致罗马暖期和中世纪暖期Ⅰ内年平均地表气温与降水年代际变化的主要原因，而火山活动是导致中世纪暖期Ⅱ内年平均地表气温与降水年代际变化的主要原因，而在现代暖期，温室气体浓度的激增是导致年平均地表气温与降水年代际变化的最主要原因，但太阳辐射的加强亦对中低纬度大部分区域地表气温的年代际变化有一定的贡献。　　降水在各个特征暖期的变化主要体现在中、低纬度带上。在温室气体的影响下，即现代暖期表现为“干区更干，湿区更湿”的空间型态。　　海表温度变化是影响四个特征暖期低纬降水的主要原因之一，通过对海温与降水做SVD分解可以发现，各个特征暖期在不同外强迫因子的影响下，形成不同的海温模态，而海温模态的差异决定了各特征暖期全球降水空间分布的差异。　　选取不同外强迫因子敏感性试验（太阳活动和温室气体敏感性试验）中相同温度增幅时段对地表气温进行MEEMD分解发现，其年代际变化所表现的空间型态并不相同，即在太阳活动影响下，赤道西太平洋暖池区域随着总太阳辐射量的增加而明显变暖，而在温室气体影响下，赤道东太平洋区域随温室气体浓度增加而明显变暖。　　通过对全球降水场、850 hPa和200 hPa风场、海平面气压场进行MV-EOF分解可以发现，四个特征暖期的环流-降水主模态特征与控制试验主模态相似，表明其主要受气候系统内部变率的影响，且与年代际ENSO变化有较高相关性;而其第二模态则反映出外强迫变化对环流-降水场的影响，在各个暖期的差异较为明显。在以自然外强迫为主的罗马暖期和中世纪暖期，赤道东、西太平洋海区降水呈反相变化，罗马暖期和中世纪暖期的低空风场在纬向和经向上均有显著的变化，且两个暖期较为一致;在以人类活动影响为主的现代暖期，其在赤道东、西太平洋海区降水呈一致变化，低空纬向和经向风变化均不明显。