工业革命以来温室气体造成的全球变暖已经成为不争的事实，然而，在过去十五年中，尽管大气中二氧化碳浓度一直增加，但是观测的全球平均表面气温在此期间却出现增暖停滞的现象（即hiatus现象）。本文采用国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的多模式试验结果，并利用耦合模式FGOALS-g2开展敏感性试验，探索“hiatus现象”的特征及成因。结果表明，增暖停滞现象，一方面受气候系统内部变率的影响，另一方面，外强迫因子对气候变率又存在调制作用，其亦会对增暖停滞现象造成影响。本论文的主要结论，可总结如下:　　基于CMIP5多模式的历史试验结果，揭示了增暖停滞现象及其对应的增暖加速现象下，各海区海表温度及次表层海温的垂直分布特征和机理。CMIP5多模式结果均显示全球增暖背景下，模式模拟的全球平均表面气温存在年代际变化特征（即存在增暖停滞和增暖加速的现象）。能量收支分析表明，表面气温年代际变化与大气层顶净辐射通量相关较弱，但大气层顶净辐射通量与整层海洋热含量变化紧密相关，意味着表面气温年代际变化可能与能量在气候系统内部的重新分配有关。合成分析发现，在增暖停滞时期，海表温度降低，更多热量被带入到深海，加热次表层和深海海水;而在增暖加速时期，更多热量停留在表层，使得大部分海区海表温度显著增加，次表层海水和深海相对冷却。进一步分析表明，热带太平洋表层和次表层海温年代际变化主要是由于副热带-热带经圈环流的年代际变化所致。印度洋海表温度海盆一致变化特征主要是海洋动力调整及大气热力强迫共同作用所致，印尼贯穿流年代际变化对印度洋次表层海温变化起到关键作用。　　基于CMIP5的多个模式及多组不同外强迫试验，揭示了不同外强迫对全球表面气温年代际变化的影响。对比分析两种多模式集合平均方法，外强迫尤其是自然强迫，对气温年代际变化有显著增强作用，主要表现为增强的年代际变化振幅及一致的年代际变率位相调整。进一步分析表明在有无外强迫试验下，当大气层顶净辐射通量超前全球表面气温约13个月时，二者相关均最显著，但其空间分布各有差异。对比热带海表温度的响应，在印度洋比在太平洋更加明显，这主要由于印度洋较浅的海洋温跃层所致。随后作者着重分析了不同外强迫试验中热带东太平洋海表温度及热带印度洋海表温度对全球表面气温的相对贡献。分析表明在增暖停滞时期，不仅东太平洋海表温度，而且热带印度洋海表温度均可以影响全球表面气温的变化，但在不同的外强迫下，它们的贡献也各有差异。　　基于CMIP5多模式的自然强迫试验，揭示了自然强迫中火山气溶胶对太平洋年代际振荡(IPO)的调制作用。分析发现火山爆发后，IPO持续处于负位相变化，且经历了两次峰值，分别为火山爆发后的3-4年和13-14年。对比分析两个IPSL模式（无单独火山气溶胶模块，通过改变短波辐射来模拟火山气溶胶的影响）和其他15个模式（有单独火山气溶胶模块）结果，平流层热带加热和海表辐射冷却对第一次冷峰值均有贡献。由于热带较快的海洋动力负反馈机制，热带海表温度在火山爆发之后的7-8年恢复为火山爆发前的状态，然而，北太平洋副极低区域上层冷海温却持续存在，正是由于该区域冷海温的长期维持，使得热带太平洋类似于La Nina的海表温度模态可以维持到年代际尺度上。而在中纬度异常信号传播到热带的过程中，海洋Rossby波起到关键作用。　　利用FGOALS-g2模式进行敏感性试验数值模拟，检测了不同区域海表温度对最近全球增暖停滞的影响作用。将近期热带东太平洋海表温度恢复到观测值，能够很好地再现近期出现的增暖停滞现象，并且全球表面气温的年际到年代际演变特征，以及季节循环及区域变率信号都取得较好的模拟效果;将近期大西洋海表温度恢复到观测，则可以引起热带东太平洋海表温度降低，大约占到观测变化的80％;将近期热带印度洋海表温度恢复到观测值，发现其对近期全球增暖停滞的贡献主要是通过影响中高纬度表面气温的变化来实现的，而对热带东太平洋海表温度的作用较弱。　　总之，本文利用CMIP5多模式试验结果对全球增暖停滞现象进行了系统分析，结果表明增暖停滞现象是外强迫与气候系统内部变率共同作用的结果，但是在不同区域、不同外强迫因子，其物理机制又各有差异。