热带季节内振荡（在大气中以Madden-Julian Oscillation为主，以下简称MJO），是全球季节内尺度预报的最主要信号来源，在天气气候系统的预报中起着非常重要的作用。作为目前发现的全球最强的季节内准周期信号，国内外普遍认为MJO的预报是联系数值天气预报和季节预报的桥梁，能够填补中期预报与短期气候预测之间的延伸期预报时段的“缝隙”。自20世纪70年代Madden和Julian提出以来，MJO现已在国际上获得了广泛关注，其机理研究和预报开展已经成为了全球气候研究的热门方向之一。　　本文主要针对MJO的数值模拟和集合预报两方面做了一些研究，采用的数值模式是美国国家大气研究中心(NCAR)的地球系统模式(CESM)，这是目前国际上对MJO模拟效果较好的全耦合模式之一。　　首先，本文通过使用不同的模式设置，设计了五个敏感试验，通过将模拟结果与观测再分析数据进行MJO特征的诊断比较，分析了CESM新版本对MJO基本特征模拟的能力，主要包括:基本的季节内变率(ISV)特征、频率30-90天和波数1-3波的特征、冬季向东传播和夏季向北传播的特征，以及对流场与大尺度环流场的耦合相干性特征等。在此基础上，本文进一步探讨了CESM模式中的海气耦合、模式水平分辨率以及不同的大气物理模块（CAM4和CAM5）对MJO特征模拟的影响。研究发现，对几乎所有MJO特征的模拟，非耦合试验的准确度都要比耦合试验低，包括主要变量季节内变率的时空变化和向东传播特征。耦合试验中，海气相互作用能够改善对流和大尺度环流的耦合相干性;高分辨率在基本ISV的空间分布和传播特征的模拟等方面有助于改善MJO特征模拟的细节。而对于CAM4和CAM5两个不同的大气物理模块，在高分辨率的试验中，二者模拟MJO的一些特征的能力基本持平，例如ISV空间分布和向东传播过程，而在MJO的传播速度和OLR频率-波数谱特征的模拟中，CAM5有明显优势，这是由于CAM5中采用了新的浅对流方案，改善了对流层低层的水汽过程的模拟。另外，虽然MJO向北传播的物理机制被认为是有别于向东传播的机制，但由于浅对流过程的模拟结果较好，采用CAM5的耦合试验(CPL5)在夏季的向北传播特征模拟中同样也比采用CAM4大气模块的耦合模式(CPL4)要好。而CPL5试验最大的缺陷是其模拟的MJO对流信号强度比观测值要弱很多。　　其次，基于模式的诊断分析结果，本文采用了大气模块为分辨率约为1°的CAM4的耦合模式设置，运用气候相关的奇异向量方法，计算了MJO对流预报中，海表面温度(SST)作为预报扰动变量的最优初始扰动，并利用湿静能(MSE)收支分析探讨了该扰动对MJO对流预报影响的误差增长机制，分析了最优初始扰动，即奇异向量(SV)，对于初始时刻以及扰动区域的敏感性。研究发现，印度洋SST扰动对应的奇异向量的分布类似于印度洋东西偶极子分布结构，在苏门答腊岛西岸海域与索马里东岸海域呈现正负反相位变化。MJO对流异常在日期变更线以西存在明显的向东传播的特征，通过垂向质量加权积分的MSE收支分析发现，水平平流、垂向平流和潜热通量三项对此贡献较大。在各收支项中，水平平流负异常项对OLR的向东传播贡献最大，垂向平流负异常、辐射通量正异常的贡献同样也很重要，而潜热通量的正异常是MJO向东传播的前置条件。在初始场中加入SV扰动之后，SST的扰动主要是通过潜热通量项来影响MJO的发展。SV对初始扰动时刻的敏感性较低，只有较大的型态差异才能影响SV的结果，可能是由于大气对海洋热源扰动的大小和位置的响应不同，而SV对扰动区域则相对要敏感一些，印度洋与太平洋之间的联合作用在MJO的发展传播过程中有着重要的作用。　　本文的研究结果为MJO模拟结果的改善指出了一个方向，有利于对MJO物理机制的进一步理解，也为MJO预报集合的构建提供了一种方法，对于进一步开展季节内集合预报有一定的指导作用。