本工作利用耦合气候模式(GFDL-CM2.1)研究了二氧化碳(CO2)强迫下全球平均水循环的变化。从全球平均上看，全球平均降水（等于平均蒸发）的改变同时受温度和CO2变化的影响，温度升高促进降水增加，CO2增加的直接效应为抑制降水。从长期趋势上看可以认为全球平均降水与全球平均海表温度(SST)和CO2浓度的对数有较好的线性关系，不同强迫强度和CO2演变方式下，降水敏感性也有较好的一致性。进一步研究表明，降水对温度的线性近似也有其局限性，更高温度背景下降水对温度敏感性往往较高。全球平均降水的这种响应特征与全球平均能量收支的改变相一致。　　从平衡态响应的空间分布特征上看，局地蒸发存在明显海陆差异，海面蒸发的改变与温度的改变存在较好的一致性，表现为全球性的蒸发增加，降水的响应则有更强的不均匀性和年际变率，主要正异常出现在赤道西太平洋和高纬度地区，副热带区域则表现为降水负异常。集合试验结果显示突变试验初期，蒸发出现全球性的减少，随着SST的上升除南极绕极流区域外大部分地区蒸发转变为正异常;降水异常的相位转变则主要发生在赤道附近，降水由负异常转变为正异常，高纬降水正异常区也有向赤道扩展的趋势。区域降水和蒸发异常也通过能量约束和水汽收支进行讨论，并对降水和蒸发异常的空间分布进行近似估计。　　在CO2增加又恢复的试验中，全球平均降水变化滞后于地表温度变化，出现降水“迟滞效应”，本文从两个角度对此进行了讨论。从全球平均降水敏感性上看，CO2与SST同时升高或下降阶段降水对SST敏感性低于CO2不变而SST改变阶段，由此造成CO2升高保持不变在降低的情形下降水的迟滞效应。从局地蒸发的角度看，全球平均SST相同情况下，局地SST也可能存在差别，进而造成局地蒸发迟滞效应，同时，局地蒸发对局地SST的敏感性的改变也可能会造成局地蒸发迟滞效应，高纬地区前一种效应是迟滞效应的主要原因，中低纬度地区后一种效应更加重要。