本文把植被-大气相互作用模式(AVIM)与中科院大气物理研究所(IAP)的全球模式(GOALS)耦合成大气-海洋-陆面动态植被耦合模式(GOALS-AVIM)，实现了植被与大气的双向反馈作用。并在50年积分的基础上，模拟了气候系统的气候态、季节和年际变化的多尺度过程；通过比较耦合AVIM前后的模拟结果，评估了动态植被过程对耦合模式的改进效能；利用耦合模式对特定区域如热带太平洋和印度洋SST距平的年际变化的时间和空间分布特点进行了分析，模拟出了ENSO循环的基本特征，同时也验证了热带印度洋SST的变化与赤道中东太平洋SST变化的关系。利用具有大气-植被双向作用的耦合模式模拟了亚洲植被与气候系统变化之间的相互作用，分析了气候变化对陆面过程的影响，重点是净初级生产力(NPP)等对气候系统变化的响应。通过本工作的研究，得出以下结论： (1)气候态及季节变化的模拟和分析 耦合模式(GOALS-AVIM)成功地模拟出了大气、海洋和陆面基本场的气候平均态，模式模拟的多年平均一月份和七月份的大尺度间分布型基本上是合理的，成功的模拟出了气候系统的季节循环的时空分布形态。但存在着一些问题，由于模式本身的不完善，导致了模拟的一些物理场出现了偏高或偏低的现象。但总体上，七月好于一月的模拟，低纬度好于高纬度。同时也可以发现AVIM动态植被过程对于下垫面的地理和植被种类依赖性很大，对植物的生长比较敏感。 (2)年际变化的分析 模拟出的年际变化的分布与其气候平均态的分布特点相同，即气候态的大值区为变率高值区，小值区为低值区；高纬度的年际变率大于低纬的；耦合模式的年际变化地域依赖性较强。模拟结果也存在着标准差全球整体性偏小的问题，这与模式中海温SST的气候变率偏小的影响有关。对于区域性的误差，如南北极的冰盖，青藏高原的雪盖及沙漠地区是由于模式系统性的误差造成了的模拟的标准差出现偏差。对于某些特定区域如热带太平洋和印度洋，模式能够模拟出SST距平的年际变化的时间和空间分布特征及其联系。尽管耦合模式的海洋分量模式的水平分辨率不高，但模式可以模拟出ENSO循环的许多特征。 (3)耦合AVIM前后的比较分析 耦合AVIM后，模式可以更加合理地描述出大气和海洋的气候平均态以及它们的季节和年际变化。耦合AVIM的模式比原模式有较大的改进，其中北半球的改进大于南半球、夏季大于冬季，陆地大于海洋。此外，在植被随季节变化比较明显、分布比较均匀的地区，模拟结果有明显的改善。比较耦合AVIM前后的功率谱特征，耦合前的谱密度值普遍小于耦合后的，这说明耦合AVIM后模式结果的周期变化更加明显，各子系统之间的联系更明显。通过对ENSO模拟比较，模式耦合AVIM后可以模拟出观测的ENSO循环的许多特征，尤其在对ENSO的空间分布和时间变化模拟中，可以模拟出观测中存在的许多细节，而且对赤道太平洋SST气候态的模拟更加接近观测。 (4) NPP与气候系统的相互作用 在东亚地区，NPP的大小与降水和表面温度有很好的相关性，而且NPP也存在着随东亚雨带的移动而变化的特征。东亚区域的NPP的变化趋势与东亚的降水、地面温度、短波辐射的时间和空间变化趋势上有很强的对应关系，相关模态表现出很强的季节特性。印度洋海温异常对应着不同的850hPa流场、500hPa高度场，及南亚大陆的降水场异常，对南亚的气候产生了影响，导致了南亚地区NPP异常。通过评估耦合模式(GOALS-AVIM)，说明双向耦合模式对全球物理过程和生物过程的模拟比较理想，与其它的单向耦合模式相比，该耦合模式为进行植被-大气相互作用的研究提供了一个很好的工具。