本文首先利用COBE再分析数据研究了北冰洋1960-2020年的海表面温度变化趋势,发现北冰洋存在“海温放大效应”,并进一步分析了大西洋关键区和太平洋关键区内海温增暖主导季、增暖主导深度及增暖主导因子的差异性。其次,利用OISST高分辨率数据构建了北冰洋海洋热浪事件数据库,通过新定义的热浪强度综合指数（ICI）对北冰洋近三十年的海洋热浪事件时空分布特征展开详细分析,发现了强热浪事件与季节冰区的紧密联系,并从海、气、冰三个角度探讨影响海洋热浪事件大值区分布型的主要因子。此外,本文对2007年6月-12月发生于太平洋扇区的一次强海洋热浪事件进行剖析,发现了表面风场驱动下的太平洋暖水入流以及海冰融化过程对此次强热浪事件的促进效应。最后,本文利用CMIP6中对北冰洋表面海温模拟效果较好的四个模式分析了未来北冰洋海温在SSP1-2.6与SSP5-8.5两种情景下的长期变化趋势,及海洋热浪事件在夏季无冰情景下的发展状况。主要结论如下:海表面温度在60°N-80°N纬度带上的增暖速率是全球平均值的两倍以上,该纬度带内两个关键区（太平洋关键区:60°E-120°W,60°N-80°N,大西洋关键区60°W-60°E,60°N-80°N）的增暖特征差异显著:太平洋关键区的海温放大效应集中表现在夏季,增暖深度浅且放大倍数高,出现放大效应的海域范围在夏季出现北推、扩散;大西洋关键区的放大效应稳定存在于各月,强度维持在两倍以上,且是一个垂向延伸至洋面以下500m的深厚系统。两个关键区的海温增暖主导因子亦有所不同:太平洋关键区主要受到大气因子的驱动,东西伯利亚海与波弗特海上空的一对海平面气压场正负异常中心主导了该关键区夏季海温的冷暖变化;大西洋关键区主要受大西洋暖水输送带上0-300m海洋热含量变化的影响,而北极涛动的年际振荡模态决定了海洋热含量的变化趋势,进而影响该关键区的海温增暖速率。在北冰洋海水快速增暖背景下,1988-2017年的海洋热浪事件也随之变得更频发、更持续、更强,北冰洋80°N以南海域的ICI指数在2000年的夏季显著增长。值得注意的是,强热浪事件集中分布在海冰密集度为0.1-0.5、海冰厚度为0-1m的区间内,该区域与季节冰区高度重合。由于季节冰区的海冰密度较低,表层海水可以被太阳短波辐射直接加热,同时该区域的海水层结较强,对表层热量的向下混合起到抑制作用,使得太阳短波辐射提供的热量能最大限度地加热海水。另一方面,夏季向下净短波辐射在季节冰区显著增强,大量太阳短波辐射被海水吸收,造成季节冰区表面海水的剧烈升温以及海冰的进一步消融,为海洋热浪事件提供了广阔的发展空间。2007年发生于太平洋扇区的强海洋热浪事件主要受表层大气环流因子的影响,此次事件的发生发展过程伴随着北冰洋上空波弗特高压与冰岛低压的偶极子型形成过程。波弗特高压西侧的外围风场在白令海峡上空的风向决定了太平洋暖水的供应状况,并通过动力作用影响着海冰的冻融过程。同时,海洋热浪事件的发生也进一步加热了低层大气,使得大气的增暖与海冰的融化形成正反馈过程,共同推动此次强海洋热浪事件的发展。未来80年内北冰洋海温将继续增暖,海温的增暖放大现象依然存在,但增暖大值纬度带北移了5°。SSP1-2.6情景下的放大现象相对于SSP5-8.5情景更为显著。北冰洋约在2060左右开始出现夏季无冰现象,在此之后,北冰洋海温增暖速率剧增。随着多年冰边缘线逐渐向北极群岛一侧缩减,海洋热浪事件将逐渐侵蚀北冰洋中心海域,特别是在SSP5-8.5情景下,北冰洋几乎被季节冰覆盖,海洋热浪事件将出现全域性增长。