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本文研究了海表热状况异常对热带西北太平洋气候年际变率的影响。首先利用给定观测历史海温(SST)强迫下全球大气环流模式(AGCM)相互比较计划(AMIP2)中12个模式的试验结果，通过对模拟的西北太平洋夏季气候及相关大气环流与观测的对比，评估了模式性能，分析了全球海温的影响;然后，结合诊断分析和数值模拟，分别研究了热带中东太平洋海温（特别是两类不同的ElNi(n)o事件）和印度洋海温的影响;最后，利用包含海气耦合过程的全球大气环流-平板混合层海洋耦合模式，通过在不同热带海洋区域给定观测热通量的调步器(pacemaker)试验，进一步研究了不同海区热状况异常的影响及其物理机制。论文的主要结果总结如下:
一、全球海温的影响—AMIP2中12个大气环流模式的模拟能力比较
AMIP2中12个大气环流模式对西北太平洋夏季降水的模拟能力差异很大，其中HadGAM1表现最好。为了理解模式不同模拟能力的可能原因，挑选出其中5个模拟能力从高到低的模式(HadGAM1、AM2.1、ECHAM5、MIROC-hi和CAM3)，进行诊断。首先比较了模式对西北太平洋夏季降水与热带中东太平洋以及印度洋海温遥相关的模拟，发现HadGAM1较真实地模拟出这些遥相关，而其他模式低估（ECHAM5、MIROC-hi和AM2.1）或者不能模拟出(CAM3)这些遥相关。进一步的分析揭示，模式对背景场沃克环流和非绝热加热模拟的差异可能是模式技巧不同的内在原因。与其模拟降水的能力一致，HadGAM1对沃克环流和热带非绝热加热的模拟也是最好的。这一结果为改进模式的模拟能力提供了重要线索。同时也说明，当模式性能优良时，给定观测的全球SST强迫，模式能较好地模拟西北太平洋夏季气候的年际变率。
二、热带中东太平洋SST的影响—两类ElNi(n)o事件影响的比较
通过观测分析发现两类ElNi(n)o事件对西北太平洋夏季气候的影响存在较大的差异。为了解释这一差异的根源，分析比较了引起ElNi(n)o影响的关键环流系统—热带西北太平洋异常反气旋(WNPAC)的演变特征。相比典型的东部型ElNi(n)o，中部型ElNi(n)o暖SSTA最大值偏西，有关的大气环流异常相应西移，WNPAC中心位置偏西偏北。与其强度较弱、持续时间较短（中部型ElNi(n)o一般在春末就结束，转为LaNi(n)a事件）相对应，印度洋海盆尺度暖异常维持时间短，在ElNi(n)o衰减年的夏季即消亡，WNPAC在春末减弱或消失，但是在夏季甚至发展增强。进一步利用AGCM敏感性试验和线性模式诊断发现，WNPAC在中部型ElNi(n)o衰减年夏季的产生和维持的根本原因是赤道中东太平洋LaNi(n)a型冷海温引起的非绝热冷却，而海洋性大陆增强的积云对流通过局地Hadley环流抑制西北太平洋对流，使WNPAC增强，并朝热带外发展。
三、印度洋SST的影响
海盆尺度一致型(IOBM)是年际尺度印度洋SST变化的优势模态，它在冬、春、夏季对于西北太平洋气候的影响不尽相同。这种季节性差异可能与背景环流—印度洋季风环流的季节转换有关。大气环流模式敏感性试验结果表明，对于暖IOBMSSTA强迫，因冬季印度洋盛行东北季风，IOBM引起的异常水汽辐合出现在西印度洋，导致对流增强和沃克环流异常，其下沉支出现在海洋性大陆。西印度洋异常对流加热激发Gill型响应，异常风场叠加在背景风场上，使得西印度洋风速增加，蒸发增强，而海洋性大陆和东印度洋风速减小，蒸发减弱，从而增强了异常的沃克环流。风-蒸发-沃克环流的这种环流-对流正反馈作用使异常对流响应增强，海洋性大陆对流受抑制，有利于WNPAC的维持和增强。
在春季北印度洋为平均西风气流控制，异常水汽辐合中心出现在东印度洋。并且，随着背景风场的转变，风-蒸发反馈减弱，大气环流-对流之间的正反馈消失，异常对流加热响应减弱。东印度洋的异常对流加热激发大气开尔文波，传到赤道西太平洋，产生WNPAC。
由于印度洋夏季西南季风的输送作用，以及印度季风槽和索马里跨赤道气流的建立，印度季风槽，索马里附近以及苏门答腊以东水汽辐合，气旋性切变加深，降水增加。印度洋对流加热异常激发大气开尔文波，东风异常出现在赤道西太平洋，产生反气旋切变和边界层辐散，激发WNPAC。由于西北太平洋季风槽，边界层辐散作用增强，WNPAC相对春季更强。
四、考虑海气耦合时不同区域强迫的影响及机制
利用全球大气环流-平板混合层海洋耦合模式，通过在不同热带海洋区域给定观测Q-flux强迫的调步器(pacemaker)试验，结合给定海温强迫的大气环流模式试验，研究了在考虑热带海气相互作用的前提下，不同区域对西北太平洋气候的影响。结果表明:中东太平洋（Ni(n)o区）强迫对西北太平洋气候年际变率有着最直接、最强烈的影响，WNPAC是必不可少的中间桥梁，并且海气耦合是其产生的根源;西北太平洋及临近海域的海洋强迫也有着不可忽视的作用;印度洋的影响不显著;西北太平洋—东亚降水的偶极子模态可能是一种局地海气热力耦合的内部变率。平板耦合模式对西北太平洋海温变率的可预报性并不高，这可能与缺乏海洋动力耦合过程有关。冬季，Ni(n)o区强迫大约可以解释16％的变率，在其它三个季节解释方差更小。