当今海气耦合模式中最主要的问题是存在以双赤道辐合带现象为代表的热带偏差，这是海气耦合模式发展过程中面临的长期巨大挑战，如何有效减轻热带偏差成为海气耦合模拟亟待解决的关键科学问题。　　本论文基于“国际耦合模式比较计划”第三阶段和第五阶段(CMIP3和CMIP5)共计70个模式成员的试验结果，对海气耦合模式气候平均态模拟的双赤道辐合带问题这一热带偏差进行了系统评估，重点讨论了新一代模式在减轻双赤道辐合带问题上是否取得进步。同时还针对海气耦合模式气候变率模拟的另外两个热带偏差——ENSO(厄尔尼诺-南方涛动现象，El Nino-Southern Oscillation)和MJO(热带季节内振荡，Madden-Julian Oscillation)的模拟不足进行检验，在此基础上根据模式成员间模拟ENSO和MJO效果的差异性进行分类，并探索双赤道辐合带问题与热带变率模拟偏差的可能联系，以期为今后海气耦合模式的优化方向提供评估事实作为依据。本论文主要结论如下:　　一、比较了两代模式中双赤道辐合带问题的表现　　发现海气耦合模式中双赤道辐合带问题的主要误差包括东南太平洋降水偏多且海温偏暖、赤道降水不足且冷舌明显、赤道以南东风偏弱、赤道上有虚假的经向风辐散，上述误差在春季更加突出。双赤道辐合带误差从CMIP3模式延续到CMIP5模式中，全部模式成员的集合平均结果表明CMIP5的海温整体比CMIP3偏暖，双赤道辐合带问题也更突出;两代模式中最优模式子集的模拟结果比集合平均有了明显改善，但即使在最优子集中CMIP5模式和CMIP3相比仍没有取得改进。泰勒图分析的结果进一步显示:虽然新一代模式在数量上进一步扩充，但模拟效果较好的模式数量没有相对成比例增加，所以新一代模式在双赤道辐合带问题上并未有所进步，该系统性偏差仍然困扰着新一代海气耦合模式。　　二、模拟ENSO周期偏短及强度偏弱的模式伴有更严重的双赤道辐合带误差　　首先分析了CMIP5模式模拟ENSO事件的现状，发现多数模式倾向于模拟出周期较短和强度较弱的ENSO事件。在ENSO周期模拟偏短和ENSO强度模拟偏弱的模式中，双赤道辐合带的误差也更加严重。对CMIP5模式模拟的垂直海温结构的进一步研究表明，CMIP5模式中的海温垂直分布有减小赤道南北两侧以及太平洋东西两侧海温差异的趋势，即海气耦合模式模拟的海温在垂直方向上出现了虚假的对称结构，导致模式不能正确再现观测中的冷暖海流分布。分类合成结果表明，在双赤道辐合带误差严重的模式中，此弱不对称性更加明显，模拟ENSO周期偏短和模拟ENSO偏弱模式的海温垂直结构和双赤道辐合带误差严重的模式相一致，进一步说明双赤道辐合带误差和ENSO的模拟有联系。　　三、模拟MJO偏弱和传播方向异常的模式伴有更严重的双赤道辐合带误差　　首先讨论了CMIP5模式模拟MJO的特点，发现海气耦合模式不能正确再现观测中MJO的强度和东向传播的规律，具体表现为模拟的MJO事件信号很弱、不能抓住MJO在纬向1波和2波的谱能量中心值、在MJO频率带以外出现虚假信号并且西传事件比观测明显偏多，降水和风场信号在模式中很难从印度洋传到西太平洋。以实时多变量指数作为模式中MJO信号强弱的判据，以合成的MJO位相图确定模式中MJO传播的平均方向。分类合成的结果显示:MJO东传（西传）的模式对应的双赤道辐合带误差较小（大），且MJO指数和中南太平洋的春季降水误差明显相关，弱MJO模式比强MJO模式的双赤道辐合带误差更严重。　　四、在西太平洋和东南太平洋模拟垂直运动误差突出的海气耦合模式，其双赤道辐合带问题更严重　　CMIP5模式中热带地区的纬向和经向环流和观测有很大差异，大多数模式在春季西太平洋的上升支模拟异常偏强、在东太平洋的下沉支模拟异常偏弱，即模式中出现了在太平洋东西两侧上升、在中太平洋下沉的异常环流;赤道以北的上升运动和赤道以南的上升运动在模式中分别被抑制和增强。东南太平洋上升运动显著的模式在春季该区域的降水增多更严重，年平均场上的双赤道辐合带现象也更明显;西太平洋上升运动异常偏强的模式赤道偏干、冷舌严重，双赤道辐合带问题更加突出。