大西洋经圈翻转环流(Atlantic Meridinonal Overturning Circulation,AMOC)是全球气候系统的重要组成部分。本文基于CCSM3模式和CMIP5各气候模式的模拟结果,讨论了不同AMOC平均强度下北大西洋海、气环境的差异,着重分析了 AMOC的年代际波动特征及其形成机理,并探讨了中国区域气候在年代际尺度上的响应特征。主要结论如下:1)CCSM3淡水扰动试验结果表明,AMOC的强度、变率特征在不同平均强度下均存在显著差异。在不同平均强度下,AMOC的关键区域——北大西洋的海洋、大气要素的气候态差异显著。相对于高平均强度,在低平均强度下,北大西洋海表温度、海表盐度、海表密度、表面气温异常减弱,最大负异常位于GIN(Greenland sea-Iceland sea-Norwegian sea)海域;海平面气压异常升高,对应北大西洋海域降温,表现为异常冷性高压响应特征;海冰分布区域向南扩大;北大西洋西部热带海域降水减少,导致热带辐合带南移。在不同平均强度下,海表温度、海表盐度和海表密度年际异常最显著的区域不同,在高平均强度下最显著区域位于GIN海域,而在低平均强度下位于拉布拉多海海域。在高平均强度下,北大西洋海表温度主导变率模态的变率极大区域中位于GIN海,而在低平均强度下该极大区域不存在。北大西洋海平面气压的主导变率模态表现为类NAO型,但在高平均强度下,类NAO型表现得更明显。2)CCSM3模拟结果表明,当AMOC的平均强度显著减弱后,其年代际波动显著减弱。在高(低)平均强度下,AMOC的20～30 a(12～20 a)的年代际波动显著。CMIP5各气候模式的模拟结果进一步表明,百年以上尺度的AMOC变化对其年代际尺度的波动有显著影响,在高平均强度下,AMOC的年代际波动周期更长、更显著。3)不同平均强度下AMOC与北大西洋各要素间的相关分布不同,相关程度也不同,高平均强度下相关程度更高:在高平均强度下,AMOC与北大西洋海表温度的年际、年代际尺度上的相关分布均为三核型,与海平面气压的相关分布呈现为类NAO模态,即北大西洋区域,与三核型海表温度相对应的大气环流型表现为NAO;在低平均强度下,仅仅在年际尺度上存在海表温度的三核型分布和海平面气压的类NAO分布,在年代际尺度上这两种模态的分布均不存在。4)在不同平均强度下,北大西洋海洋Rossby波波动以及海气相互作用的差异,将导致AMOC年代际周期及其形成机理的不同。相对于高平均强度,在低平均强度下,海洋层结加强,北大西洋第一斜压Rossby波加速(副极地海洋西部的第一斜压Rossby波加速最为明显),Rossby波跨越北大西洋的时间缩短(副极地海洋的时间缩短最为明显),从而导致AMOC年代际波动的周期变短。分析不同平均强度下北大西洋的海气相互作用关系可以发现,在高、低平均强度下,AMOC年代际振荡异常信号的传播过程及其路径存在着显著的差异。在高平均强度下,AMOC年代际振荡是北大西洋全海盆尺度的海气耦合过程,而在低平均强度下,AMOC年代际振荡是北大西洋局地的海洋内部过程。5)在年代际尺度上,中国区域地表气温和降水强度变化与AMOC强度变化的关系紧密,但不同平均强度下中国气候在年代际尺度上的响应是不同的。高平均强度时,中国区域地表气温升高,中国北部降水增多、南部降水减少,低平均强度时则反之。在高、低平均强度下,中国区域年平均地表气温和降水的第一特征向量的空间分布存在着显著的差异:在高平均强度下,地表气温呈现中国全区域一致的分布型,降水呈现自北向南的“一十一”型的雨带分布,而在低平均强度下,地表气温呈现中国区域南北反向的偶极子分布型,降水呈现自北向南的“一十”型的雨带分布。它们相应的第一模态时间系数的年代际变化尺度均是在高平均强度下更长。