在各国政府联合应对人类活动造成的全球增暖的背景下，21世纪初的16年左右（1998-2013年）地球表面增温却出现减缓。与此同时，当前领先的气候模式预估的该时期的温度仍在迅速上升。观测的证据和模式的失败，使得这一现象引起国际社会的广泛关注。本论文首先基于观测探讨了增暖减缓的特征，并在此基础上基于数值试验对这一现象的机制进行了深入分析，主要包含以下几个方面的内容:　　一、全球增暖减缓期间大气对流层温度的变化及影响过程　　本文首先基于再分析资料揭示了大气对流层温度在20世纪初的增暖减缓。并基于气候反馈响应分析方法(CFRAM)，定量估算了各物理和动力过程对近期增暖减缓（1998-2013年）和前一段快速增暖时期（1983-1998年）的温度趋势的贡献。在增暖期间，近地层增温趋势主要来自地表潜热通量释放增加，而大气动力过程则部分抵消这种增温效应;在增暖减缓期间，地表潜热通量释放减少，大气动力过程的抵消作用也减少。在对流层高层，在增暖期间，热带地区纬向平均的高云减少，对流活动减弱，在高层造成冷却的效应;而这一时期热带对流层高层的大气极向热输送减弱，在高层造成增暖效应。在减缓期间，对流层高层的这种耦合关系发生反转，即大气极向热输送增强，同时高云增多。这种耦合变化关系在两段时期经历的反转，是由IPO在1998/1999年位相由正转负造成的，伴随着大尺度的海温变化，Hadley环流和Walker环流均由减弱趋势转为增强趋势。　　二、IPO影响全球温度增加减缓机制的数值模拟研究　　由于耦合模式中IPO等内部变率模态位相转变的随机性，当前大多数模式均不能模拟出变暖减缓这一现象。因此，能够获得与观测一致的气候变率信号的海温恢复试验就成为研究全球变暖减缓机理和影响的重要手段。利用CESM1.2，本文进行了3组试验，包括历史气候模拟试验(HIST)，太平洋海温恢复试验(HIST-IPO)和大西洋海温恢复试验（HIST-AMO），来分别考察太平洋海温变率和北大西洋海温变率模态对全球地表气温(GMST)演变及其他气候影响。　　模拟结果显示，HIST-IPO可以部分再现观测中变暖减缓的现象，其在近12年（2002-2013年）的趋势为0.19K/10a，约为HIST试验的60％。利用CFRAM方法对两组试验（HIST-IPO和HIST）在近12年年平均地表温度差异进行分解。结果表明，与HIST相比，HIST-IPO中GMST降低0.06K，主要来自辐射过程变化的贡献，包括地表反照率的增加，水汽减少，云的变化;非辐射过程总是部分抵消辐射过程的贡献。HIST-IPO中，主要洋盆和陆地的平均温度均降低，不同地区温度降低的原因不尽相同，但辐射过程之和总是对温度差异起正贡献。HIST-IPO模拟的对流层温度几乎较HIST整层一致偏低，其中大气热输送的贡献十分显著。大气热输送的差异主要由Walker环流的增强，降水增加造成的潜热释放差异及由此形成的遥相关导致。另外，由于水汽主要体现为温室效应，因而整层水汽的减少，同样使对流层温度降低。　　三、基于热带东太平洋海温恢复试验，讨论了IPO对海洋热含量变化的影响　　此外，尽管两组试验模拟的海洋热含量自工业革命以来都在增加，但通过对比两组试验在近12年平均的大洋经圈翻转流函数和垂直温度分布，依然可以发现，相比HIST，HIST-IPO中副热带-热带环流(STC)增强，更多的热量存储在海洋次表层和深层，因而海洋次表层和深层温度增加。此外，在HIST-IPO中AMOC减弱，上层向北的热输送减少，因而北大西洋表层海温偏低，而在1000-3000m左右的深层向南的冷水输送减少，因而该层次海温偏高。AMOC的减弱，体现了IPO对大西洋变率的影响，这其中的机制仍需要进一步理解。　　四、分析了北大西洋海温恢复试验对全球变暖减缓的模拟能力，在此基础上讨论了AMO的气候影响　　尽管有研究强调近期大西洋增暖对IPO位相转变和太平洋风应力增强的影响，但HIST-AMO并未模拟出变暖减缓，其模拟的GMST演变与HIST保持一致。HIST-IPO和HIST-AMO的差异可能部分来自二者刻画的太平洋变冷趋势的大值中心和总量上的差别。HIST-AMO模拟的热带东太平洋变冷趋势为-0.12K/10a，约为HIST-IPO(-0.22K/10a)的55％，且给出的变冷中心位置在东太平洋，较HIST-IPO和观测（日界线附近）明显偏东。在此基础上，本研究利用HIST-AMO中AMO正负位相的合成考察了AMO的全球气候影响。结果表明，AMO通过大气遥相关响应对全球气候有显著影响。尽管AMO正位相能够在太平洋产生Walker环流增强的响应，但与北半球中高纬度地区的响应相比而言幅度明显较弱。这种较弱的响应也可能是其并未能在近期刻画出全球变暖减缓的原因。