海平面和海洋热含量是气候系统行为的重要度量,且与沿海区域的经济社会发展密切相关。自然变动和对外部强迫的响应是控制海平面和海洋热含量时空演变的两个关键过程。在本文中,基于一个新颖的海洋再分析产品Estimating the Circulation and Climate of the Ocean version 4（ECCOv4）和耦合模型比对项目第五阶段（CMIP5）的模型结果,我们研究不同海洋动力学过程在海平面和海洋热含量的自然变动和受迫响应中的作用。基于ECCOv4的数据,发现海平面的自然变动和线性趋势在印度洋—太平洋海域主要受热比容分量主导。在太平洋的广大区域,盐比容分量在海平面的年代际模态和线性趋势中具有不可忽略的作用,并部分抵消来自热比容分量的贡献。质量分量在近岸区域是海平面年际和年代际模态的主要驱动因子,但其在开阔大洋的信号可忽略不计。另外,通过比较重力卫星观测和海洋再分析数据,发现海平面质量分量的标准偏差（去趋势和季节循环）在二者之间具有较好的一致性,但其线性趋势在二者之间存在差异。比容海平面的年际模态、年代际模态和线性趋势主要源自上温跃层水的变动,它们在中、高纬度的信号还受到模态水变动的影响。等密面在比容海平面呈正异常的区域深化、呈负异常的区域浅化。受海洋背景温盐层化决定,等密面移动在上层海洋大部分区域所产生的热比容信号将强于盐比容信号。热比容和盐比容分量在中、高纬度的年代际模态和线性趋势部分反映了水团温盐特性变异的影响（具有密度补偿特性）,因此它们的信号倾向于相互抵消。同样基于ECCOv4的数据,观察到全球海洋在厄尔尼诺事件的衰退期净失热,幅值可达120 TW（1 TW = 1012 W）每单位尼诺3.4指数变动。同时,还观察到热量在厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）事件期间在全球海洋内部的重分布。在厄尔尼诺事件的发展期和峰值,热量在热带和热带外被带入0-100 m层,随后向热带聚集。该过程在热带海洋激发局地的海表热通量滞后反馈,在厄尔尼诺的衰退期导致海洋净失热;与此同时,在更高纬度处观察到由大气向海洋的热输运,部分抵消了海洋在低纬度的热损失。这些结果表明与ENSO相关的经向和垂向热量重分布是ENSO调制全球积分海洋热含量的重要机制。与ENSO相关的热输运异常主要源于流场异常对背景温度的输运,但其在热带海洋100 m处的垂向分量同时受到多个过程控制。流场异常对背景温度的输运同时反映了非质量平衡和质量平衡热输运的贡献。在ENSO事件期间,前者是0-100 m积分的热带和热带外海洋经向热交换的主要机制;而后者对100 m和440 m深度处的垂向热交换有重要贡献,其在热带主要受纬向翻转环流异常的控制,但在更高的纬度受经向翻转环流异常的控制。通过18个CMIP5模式在强排放抑制（RCP2.6）、中等排放抑制（RCP4.5）和高排放（RCP8.5）情景下的21世纪模拟结果,研究了海平面上升和海洋热吸收模态随时间的变化。在排放抑制的情景下（RCP2.6和RCP4.5）,海平面上升和热吸收模态在21世纪期间均存在不可忽略的变化,这些变化与对应模态在21世纪前期的结构呈空间负相关,即模态变化倾向于中和初始模态（对应21世纪早期）中的空间异常。与之相反的是在高排放情景下,海平面上升和热吸收模态在21世纪期间的变化可忽略不计。排放抑制情景下的模态变化可通过考虑海洋响应时间尺度的空间分布解释。辐射强迫在不同排放情景下稳定于不同的时间,这导致了海平面上升和热吸收的模态变化在不同排放情景下的差异。在21世纪期间,热吸收模态变化在RCP2.6和RCP4.5下导致海洋热膨胀效率（ε）下降6-8%。该值是同期海洋增暖对ε的影响的2-4倍。在RCP8.5下,热吸收模态变化和海洋增暖对ε的影响几乎完全抵消。