海平面温度(SST)是一个重要的气候变量，进行气候变化的研究需要较长时间的海平面温度资料。海平面温度的观测约有150多年的时间，但这些资料却存在一些问题，如早期资料稀少，空间分布不均匀，北半球海域资料多于南半球海域等。所以，有必要对海平面温度历史资料进行重建。 传统的线性重建方法包括最小二乘拟合，Kalman滤波、最优线性平滑等。本文采用非线性动力学的方法重建海平面温度场。方法包括主分量分析、相空间重构和多项式拟合三部分。主分量分析可以大大减少计算量，又可以抓住场的主要特征。重构相空间是非线性动力学方法的第一步，也是非线性方法成功的基础。多项式拟合是建立相空间点和主分量场之间的非线性关系。 非线性方法和线性方法的不同之处就在于重构相空间。重构相空间可以将隐藏在时间序列背后的动力系统的轨道重现出来，动力系统的轨道反映了动力系统的演化过程，是有结构和规律性的，而观测的时间序列是轨道经过折叠、拉伸等之后的结果，往往是没有规律性的。因此，从理论上来讲，建立变量和相空间点之间的关系，应好于建立变量和时间序列之间的关系。这是本文采用非线性方法的出发点。 用CZ(Cane&Zebiak)模式资料对方法进行检验。CZ模式资料是无噪声的，所以，可以排除噪声的影响。分别用线性方法(最小二乘拟合)和非线性方法对资料进行重建，并对结果进行比较。通过相关、均方误差、解释方差、典型ElNino和典型LaNina事件、Nino3.4区和赤道西太平洋的平均SSTA序列进行比较，说明了非线性方法应优于线性方法的假设是正确的。而且，对于本文所选取的赤道太平洋海域，采用四阶多项式拟合，只用一个格点的资料就可以得到可靠的重建结果。 最后，讨论了本文的方法应用于实际资料会遇到的问题以及可以考虑的解决办法。