人类活动导致大气中二氧化碳等温室气体浓度增加,其温室效应导致全球变暖。温室效应聚集的热量绝大部分（约93%）被海洋吸收。自1990年代末以来,在大气中温室气体浓度持续增加的情况下,全球表层气温增加速率大幅减缓,被称为全球增暖减缓（Global surface warming hiatus）。在此期间海洋上层热含量增速减缓,而中深层增暖加速,对其形成机理主要有外部驱动力（太阳辐射）变化、气候系统内部年代际自然变率和热含量在海洋中的重新分布等几个方面的观点,众说纷纭,尚无定论。理解海洋在地球能量收支中的作用对于正确的评估气候变化,全球增暖的速率和全球增暖减缓等至关重要。本文研究热含量在上层海洋中分布的时空变化规律,揭示在全球增暖的背景下会出现增暖减缓的物理机制,及其对东亚的区域气候的影响。本论文发展基于海表遥感数据估算次表层至中深层热力结构的算法,为海洋热含量年代际变化提供新的数据源;以海洋热含量作为示踪剂,研究热量在印度洋与南大西洋中的分布（包括垂直方向上与水平位置的分布）的年代际变化特征与规律,揭示了全球增暖背景下出现增暖减缓的物理机制;并以强台风的快速增强过程为例,研究西北太平洋热量垂向分布年代际变化及其对区域海气交互作用的影响,提出了西北太平洋强台风快速增强活动与ENSO关系的年代际变化及控制因素。论文通过热含量在海洋中分布的时空变化规律的观测与研究,找到揭示全球增暖背景下上层海洋增暖减缓及其区域气候响应的一条可行的研究路线。