太阳辐射是地球气候系统最基本的能量来源，其长期变化对地球气候形成和演变的影响已经达成广泛共识。但是，由于太阳总辐射TSI在准11年周期内的变化量仅为1.6Wm-2，约占总辐射量的0.12％，因此，太阳活动变化在年代际尺度上对地球气候变化的贡献一直存在争议。近几年的研究表明，由于地球表面云量分布的不均匀性及地球气候系统的复杂性，太阳活动变化对地球气候的影响具有明显的时空选择性。在年代际时间尺度上，敏感区的气候系统对太阳活动变化的响应比全球平均更加显著，甚至某些气候过程能够放大初始的太阳信号。热带太平洋作为对太阳活动变化响应的敏感区域之一，在近十年受到越来越多的关注，但目前关于热带太平洋海气系统对太阳活动变化的响应模态到底是否存在，仍然存在很大的分歧，具体的影响过程和作用机制也尚处于探索阶段。本文首先利用观测和再分析资料，检测了太阳活动变化与热带太平洋海气系统异常之间的联系，并结合CMIP5模式模拟结果以及基于CESM模式的数值敏感性试验，分析了太阳活动变化对热带太平洋海气系统的影响和可能的影响机制。本文中的太阳活动以太阳黑子数(sunspot numbers，SSN)或太阳总辐射(total solar radiation，TSI)来表示。论文的主要工作包含以下四个方面:　　(1)揭示了热带中太平洋是太阳信号的敏感区这一事实。基于相关性分析和功率谱分析，分别检测了热带太平洋海洋温度异常和海洋热含量(ocean heat constant，OHC)异常与太阳活动变化之间的联系。通过相关性分析发现，当海洋表面温度(sea surface temperature，SST)异常滞后太阳黑子数约两年时，在热带西太平洋呈最大显著负相关，而在中东太平洋呈最大显著正相关。太阳总辐射和海洋热含量异常之间也具有同样的滞后相关关系。另外，赤道中东太平洋SST异常的纬向差异(△TCE)与SSN具有显著的同期正相关，而中西太平洋SST异常的纬向差异(△TWC)则在滞后SSN两年时有最大负相关系数。功率谱分析也表明热带中太平洋的SST异常和850Pha纬向风异常具有与太阳活动变化类似的准11年周期。进一步的分析发现，太阳活动变化的信号主要存在于热带中太平洋。基于FGOALS-g2模式的数值敏感性试验，进一步证实了热带中太平洋是对太阳活动变化敏感的区域。　　(2)研究了热带太平洋海气系统对太阳活动变化的响应模态和机制。基于以上太阳活动变化与热带太平洋海气系统异常之间的联系，利用观测资料，进一步分析了热带太平洋海气系统对太阳活动变化的响应模态和响应机制。研究结果表明，在太阳活动峰值年之后的1-3年，热带中太平洋出现显著的增暖响应，主要位于密度跃层以上的混合层内（120米以上）。同时，热带中西太平洋出现西风异常，850Pha纬向风在赤道中太平洋辐合，赤道西太平洋地区垂直纬向环流的上升支东移至日界线附近，在赤道太平洋地区形成异常双垂直纬向环流型。混合层热收支诊断分析发现，热带中太平洋的正海温异常主要来自于大气强迫，尤其是强太阳辐射引起的净短波辐射增强有利于热带中太平洋的增暖。同时热带太平洋地区强烈的海气相互作用和对流-云反馈机制共同放大了热带中太平洋的初始增暖响应，具体的物理机制表述如下:　　一方面，赤道太平洋SST异常的纬向差异线性依赖于太平洋地区云量的经向梯度。在太阳活动峰值年，副热带东北太平洋地区出现显著的高云云量正异常，该地区的净短波辐射通量增加，强太阳辐射使海水增暖，被加热的表层暖水沿浅层海洋环流俯冲到赤道中太平洋次表层并上升到表面，从而降低了中西太平洋SST异常的纬向差异，在接下来的两年里，西风异常出现在中西太平洋，减弱了表层暖水西输，更多的暖水在中东太平洋累积下沉，从而放大了赤道中太平洋最初的增暖响应。另一方面在太阳活动峰值年之后1-2年，位于赤道西太平洋的上升运动减弱，并东移至赤道中太平洋，通过对流-云反馈机制，使赤道中太平洋上空的高云云量增加，更多短波辐射进入地表，使赤道中太平洋温度上升，同样在太阳活动峰值年之后的1-2年放大了热带中太平洋的增暖响应。　　(3)揭示了太阳活动变化对中太平洋型厄尔尼诺事件的调控和可能的影响途径。在热带中太平洋型El Ni(n)o事件(El Ni(n)o Modoki)的指数EMI中，检测到显著的准11年太阳信号，且EMI与SSN之间具有显著的滞后正相关。采用7年低通滤波后，热带西太平洋和热带中东太平洋的OHC异常及其纬向差异(△OHC)变化中均存在显著的准11年太阳信号。合成分析发现，热带中东太平洋的热含量异常和次表层温度异常与太阳活动变化存在锁相共变化，而热带西太平洋的热含量异常和次表层温度异常与太阳活动变化之间存在锁相反变化。在太阳活动的不同位相，热带太平洋热含量异常的模态几乎相反，OHC异常的位相转变发生在太阳活动峰值年之后的1-2年。统计结果也表明，在太阳活动峰值年及之后的1-3年，往往存在El Ni(n)o Modoki事件。进一步合成分析发现，从太阳活动峰值年之后第1年开始，热带太平洋类似于El Ni(n)o Modoki的响应模态具有显著的生消演变过程，一直持续到峰值年之后的第3年。因此，太阳活动变化在准11年尺度上引起的热带太平洋海气系统异常有利于El Ni(n)o Modoki现象的发生，太阳活动变化对ENSO类型具有调控作用，可能是El Ni(n)o Modoki现象年代际变率的潜在来源之一。太阳活动变化调控ENSO事件类型的可能途径主要包括两种:一种是直接的热辐射效应，热带中太平洋对太阳辐射强迫的滞后增暖响应，在随后强烈的海气耦合过程中被放大，可能发展为El Ni(n)o Modoki事件;另一种是太阳紫外辐射自上而下的间接作用，通过平对流层耦合调控中高纬度大气异常，从而通过风-蒸发-SST反馈机制和季节足迹机制可能激发El Ni(n)o Modoki事件。　　(4)利用气候模式系统验证了太阳活动变化对热带太平洋海气系统的影响。利用来自7个CMIP5模式的自然强迫历史气候模拟试验结果，对以上热带太平洋海气系统对太阳活动变化的响应模态进行了验证，模式模拟结果与基于观测资料的分析结果较为一致，但模式模拟结果中响应模态出现的时间较观测更晚一年。对比FGOALS-g2模式的自然强迫历史气候模拟试验（TSI周期强迫试验）和工业革命前控制试验（TSI常数控制试验）的模拟结果，发现，当太阳辐射为固定常数时，热带太平洋海气系统中不存在显著的准11年信号;但加入准11年周期变化的太阳辐射强迫时，热带太平洋海气系统在滞后太阳辐射强迫峰值2-3年后出现类似El Ni(n)o Modoki的响应模态。功率谱分析表明，仅当太阳辐射强迫周期变化时，EMI中才存在显著的准十年信号，同时在热带西太平洋出现对流偶极子模态。基于CESM模式的太阳辐射强度变化敏感性试验的研究分析表明，太阳辐射强度变化能够调控热带太平洋海洋热含量异常的纬向差异△OHC的年际变率，其中，热带中太平洋的太阳短波辐射热通量是引起△OHC变化的重要因子。在强太阳辐射条件下，热带太平洋海洋温度异常的振荡频率增加，年际变率的准周期性更加明显。海洋温度异常对太阳辐射强迫的响应首先出现在热带西太平洋次表层，并沿着温跃层向东向上传输。这一响应过程同时也受到赤道地区纬向风应力异常的影响。