黑潮是西北太平洋一支非常重要的西边界流，在北太平洋的海洋经向热输送和气候变化中起着重要的作用。台湾以东黑潮是东海黑潮的源头，其流量的低频变异会直接影响东海黑潮流域的SST异常，进而影响我国大气环流和降水。由于台湾以东黑潮流量的变异主要是由大洋内区Rossby波向西传播到台湾以东海域与黑潮作用引起的，因此深入研究Rossby波的传播特征及其如何与黑潮相互作用、如何影响黑潮路径的弯曲和形态以及孤立Rossby波所携带的大洋内部的水团能否穿过黑潮进入南海与东海具有重要的理论和实际意义。　　本文利用AVISO与SODA数据分析了北太平洋Rossby波的传播特征，结合前人的研究成果，指出了线性Rossby波理论不能很好地解释的一些观测现象。采用理论分析与数值模拟相结合的方法在非线性理论框架下讨论了背景流剪切及非线性对Rossby波传播的影响，从而解释了线性Rossby波理论所不能很好解释的大洋中观测到的一些波动现象。得到的主要结论如下:　　在非线性Rossby波理论下，背景流剪切、浮力频率及β效应是孤立Rossby波存在的重要因素。孤立Rossby波具有非频散的性质，波宽与背景流剪切强度呈反相关;波速大于线性Rossby波波速，且与振幅、背景流剪切强度呈正相关，背景流剪切越大，振幅对波速的影响越显著。　　高纬度地区的Rossby波比低纬度地区的传播速度慢，波动也更易维持初始形状。耗散使Rossby波的强度、传播速度、总能量与拟能都减小。　　背景流剪切δ＜0时，存在气旋式孤立Rossby波，其经向结构向北倾斜;背景流剪切δ＞0时，存在反气旋式孤立Rossby波，其经向结构向南倾斜。　　孤立Rossby波具有输运水团的性质，但其所能输运水团的范围不是南北对称的。反气旋式孤立Rossby波有利于南侧水团的输运，而气旋式孤立Rossby波则有利于北侧水团的输运。　　进一步，利用层结流体准地转理论设计了第一斜压模Rossby波与黑潮相互作用的高分辨率数值实验，详细讨论了不同类型涡旋的传播特征，及其与台湾以东黑潮相互作用的三维结构变化特征，以及涡旋所携带的大洋内区水团到达台湾以东海域的去向问题。主要结论如下:　　反气旋式涡旋与气旋式涡旋在β效应下以第一斜压模Rossby波波速向西传播。其中，反气旋式涡旋在向西传播过程中向南偏移，而气旋式涡旋在向西传波过程中则向北偏移。涡旋的影响深度大约在2000米左右。　　涡旋到达台湾以东海域后，与黑潮相互作用从而改变了黑潮的空间结构，并使台湾以东黑潮流量发生显著的变化。涡旋与黑潮作用的时间大约持续100天。　　反气旋式涡旋在与黑潮作用过程中并不能越过黑潮到达黑潮西侧，而是沿黑潮东侧向北流去，到达台湾以东至与那国岛(K1)断面、与那国岛至石垣岛(K2)断面时，使K1、K2断面上黑潮主轴先离岸后近岸，同时引起K1(K2)断面上黑潮流量先减小（增大）后增大（减小）。　　气旋式涡旋与黑潮作用过程中使黑潮产生大的离岸弯曲，同时该涡旋被卷入黑潮西侧，而后随黑潮向北流去，使K1、K2断面上黑潮主轴离岸，同时引起K1断面上黑潮流量减小，K2断面上黑潮流量增大。　　反气旋式涡旋所携带大洋内区水团到达台湾以东海域后，600米以浅部分在黑潮影响下沿黑潮东侧向北流，进入东海，而600米以深部分因受黑潮影响较小，则继续向西传播，通过黑潮底部与吕宋海峡进入南海。　　气旋式涡旋所携带大洋内区水团到达台湾以东海域后可以穿过黑潮到达黑潮西侧，而后在黑潮影响下向北流去。其中300米以浅的水团越过宜兰海脊后可以到达东海陆架，300-600米之间的水团越过宜兰海脊后沿路坡转向东北不能到达东海陆架，600米以深的水团受地形影响不能越过宜兰海脊，而是在到达宜兰海脊之前便流向琉球群岛以东海域。