全球气温变化能够引起地球系统的剧烈变化,一直以来是气候研究领域的重点和热点,备受各个国家和政府的关注。本文利用多套气温观测资料、再分析资料以及多模式资料,分别从年代际和年际时间尺度上探讨了几个海温主要模态对全球气温以及北极冬季气温的影响。首先探讨了年代际海表温度主模态对全球增暖速率和北极气温的调制作用;随后,在年际时间尺度上分析了ENSO复杂性对全球气温和北极气温的影响。论文主要结论如下:（1）全球增暖速率与北大西洋多年代际振荡（AMO）在多年代际时间尺度上关系更为稳定。基于现有观测数据,AMO与全球增暖速率存在超前大概10-20年的显著负相关关系。相比之下,太平洋年代际振荡（IPO）与全球增暖速率的关系并不稳定,二者在1920s以前为负相关,之后表现为显著正相关。AMO与全球增暖速率的显著关系在模式中也有所体现。国际耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）的31个模式几乎都能抓住AMO超前全球增暖速率大约5-11年的显著负相关,但不能反映IPO与全球增暖速率的关系。通过海气耦合模式敏感性试验,我们进一步验证了AMO对于全球增暖速率的重要影响。（2）IPO与格陵兰岛地区冬季气温存在年代际时间尺度上关系的转变。IPO与格陵兰岛周边地区冬季气温变率在1976年前呈显著正相关,此后变得不显著。1976年前后IPO所引起的环流场发生了明显变化,尤其在北大西洋地区。1976年前后二者关系发生变化的原因,可能是由于热带太平洋海表温度（SST）与北半球大气耦合模态发生了改变。在1976年以前,热带太平洋上类似IPO的海温形态与格陵兰岛区域上层大气联系十分紧密,热带SST异常激发的向极波列能引起格陵兰岛附近区域的正变高,从而引起局地气温升高。而在1976年之后,影响格陵兰岛上空环流形势的主要海温模态变为热带中太平洋冷海温。在这整个过程中,AMO与格陵兰岛周边地区的冬季气温变化一直关系密切且稳定。（3）全球气温在年际时间尺度上对于两类ENSO事件的响应具有显著差异。就纬向平均而言,全球气温对两类ENSO事件响应的差异主要出现在冬末初春（2-3月）的北半球中高纬度地区。其中,东部型（EP-）El Ni（?）o事件表现为高纬度（60°N-85°N）偏冷中纬度（35°N-60°N）偏暖的北冷南暖型偶极子分布。而中部型（CP-）El Ni（?）o与两类La Ni（?）a事件中北半球中高纬度地区气温的经向分布一致,表现为北暖南冷。北半球中高纬度这一经向上气温的反向变化主要由欧亚大陆的信号主导。EP-El Ni（?）o事件中欧亚大陆中纬度地区的海平面气压（SLP）和底层风场与另外三类事件具有不同响应,主要通过温度平流过程引起局地气温变化。而欧亚大陆底层不同的环流形势与两类ENSO事件引起不同的遥相关型有关。不同ENSO事件,尤其是EP-El Ni（?）o事件在赤道东太平洋上引起的强对流可能是激发不同罗斯贝波列并导致不同气温响应的重要原因。ACCESS1.0模式的AMIP试验结果再次验证了两类ENSO对全球气温不同的影响。（4）两类ENSO事件对北极晚冬局地气温具有不同影响。两类ENSO事件发生的2月,北极增暖最为迅速的两个关键区域产生不同响应。具体表现为,EP-El Ni（?）o发生时喀拉海-巴伦支海地区明显降温,EP-La Ni（?）a发生时明显增温,而CP-El Ni（?）o发生时加拿大东北部和格陵兰岛地区气温显著升高,CP-La Ni（?）a发生时气温显著降低。北极气温对两类ENSO事件的不同响应主要是由于罗斯贝波传播引起不同的大尺度遥相关型,局地环流的改变引起了气温变化,并进一步通过水汽-云-辐射反馈得到加强。利用GFDL大气环流模式进行的一系列敏感性试验能够基本再现观测中北极气候对ENSO相关热带SST强迫的响应。