在全球降水δ¹⁸O的空间模拟方面,利用10个引入水稳定同位素循环的GCM模拟数据,分析了全球降水中稳定同位素效应的空间分布特征,对不同模式的模拟结果之间以及模拟结果与GNIP的实际监测结果之间进行了比较。旨在对稳定同位素大气环流模式模拟结果的有效性进行评价,改善对水循环中水稳定同位素效应的理解和认识。结果显示,在δ¹⁸O的全球空间分布模拟方面,isoGSM,ECHAM4,LMDZ4和HadAM3模拟效果较佳;在δ¹⁸O的季节差的空间分布模拟方面各模式模拟效果总体较好,仅HadAM3模拟效果稍差;在δ¹⁸O与气温相关关系的空间分布模拟方面,isoGSM,GISS E-F,ECHAM4,GISS E-N和LMDZ4模拟结果与实测结果较匹配;在δ¹⁸O与降水量相关关系的空间分布模拟方面LMDZ4,isoGSM,GISS E-F,ECHAM4和MUGCM模拟能力较强;在全球大气降水线模拟方面GISS E-F,isoGSM和GISS E-N优势明显。在全球降水δ¹⁸O的时间模拟方面,其一、利用8个水稳定同位素大气环流模式的数据分析了全球13个不同气候大区的典型站点降水中δ¹⁸O的季节变化及其原因,以GNIP实测值为基础评价了模式在月尺度的模拟效果。结果表明LMDZ4、GISSE-N和ECHAM3这3个模式的整体模拟效果较好,不同站点降水中δ¹⁸O的季节变化原因可以从不同季节水汽来源差异、水汽在输送过程中降水量的季节差异以及云下二次蒸发的季节差异来分析。其二、分析了香港站降水中δ18O的年际变化与大气环流异常对于水汽输送的影响的关系,并对实测以及模拟情况进行了分析。结果表明ECHAM4和LMDZ4这两个模式能够模拟出δ¹⁸O与南方涛动指数（SOI）的负相关关系。在分析1998年和1999年不同水汽输送以及降水情况对香港站降水中δ¹⁸O的影响后可知,水汽来源的年际变化以及水汽输送带上游地区的降水多寡是造成香港地区降水中δ18O年际变化的主要原因。最后,利用水稳定同位素大气环流模式ECHAM4的模拟结果,首先通过分析全球水汽蒸发源地的分布、不同纬度水汽输送特征以及全球的降水量分布差异,初步解释了全球降水中δ18O的分布特征。然后通过对瑞利平衡分馏公式的定量化分析和对1月、7月模式水汽输送和降水量数据的分析,详细解释了北半球中高纬度大陆降水中δ¹⁸O与气温呈现正相关关系、副热带海洋区出现负相关关系的原因。最后通过分析大尺度水汽输送季节变化对降水中δ¹⁸O的影响,解释了我国季风区与非季风区降水中δ18O与气温呈现不同相关关系的原因。