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本文利用德国马克思-普朗克气象研究所(Max-Planck-Institute forMeteorology)海洋大气耦合模式ECHAM5/MPIOM模式最新计算的海洋数据，对大西洋子午向翻转流(MOC, Meridional Overturning Circulation)周期性振荡现象及其振荡产生机制进行研究，并着重分析了在四种不同的辐射强迫情景下大西洋MOC强度、振荡周期、振荡主成分等因子的变化情况。该研究是第五阶段国际耦合模式比较计划(CMIP5, Coupled Model Intercomparison Project Phase5)的一部分，除为大西洋MOC的振荡机制研究做出贡献外，也为国际间不同耦合模式之间的比较、检验和改进提供了数据支持。另外，对不同辐射强迫情景下大西洋MOC的响应分析能够帮助政府间气候变化专门委员会(IPCC, IntergovernmentalPanel on Climate Change)研究未来气候变化趋势及可能情景，为各国政府提供制定相应限制或减少碳排放等政策的依据。本文首先利用ECHAM5/MPIOM模式在固定的历史辐射强迫Historical情景下产生的海洋数据，通过经验正交函数(EOF, Empirical Orthogonal FunctionsDecomposition)分解、小波分析、相关性分析、回归分析等多种方法对大西洋MOC振荡区域、振荡周期、振荡主要模态进行研究，并对一个完整的振荡过程进行描述。得出结论如下：1. MOC异常值最大发生在北大西洋0°-50°N区域，尤其在50°N附近。MOC年际振荡周期为1年，年代际振荡周期为30-50年。2. MOC振荡机制：初始由MOC较强开始，此时表层北向流函数及深层南向流函数均为高值，由低纬向高纬的热量输送较大，高纬地区温度异常增高，海表密度下降，导致高纬海区下沉水下沉深度变浅，北大西洋深层水生成减弱，MOC环流开始减弱，此时表层北向流函数及深层南向流函数均降低，由低纬向高纬的热量输送减小，高纬地区温度因此降低，高纬海区下沉水下沉深度加深，北大西洋深层水生成增强，MOC环流重新增强。另外，当温度升高，海表密度降低时，海平面高度增加，形成一个由升高中心指向四周的压强梯度力。根据地转平衡关系，形成一个反气旋式的环流，抑制了北大西洋暖流的流动，使得向高纬地区的热量输送减小。一个完整的振荡过程周期为52年。之后，本文进一步探讨了在辐射强迫演变背景下，全球海洋温度、盐度异常区域分布、海洋与大气的热交换以及大西洋MOC在不同辐射强迫下的演变情况，重点分析大西洋MOC对不同辐射强迫的响应。本文特别利用四组不同强迫辐射条件下的海洋数据，分析了大西洋MOC在这四组强迫辐射条件下环流强度、振荡周期以及对MOC经向流函数做EOF分解所得第一主成分的变化情况。所得结果如下：1. SST在Rcp26、Rcp45、Rcp85情景下分别升高0.5℃、0.95℃、2.2℃，升温区域分别为北大西洋高纬海区、北大西洋高纬海区和赤道地区、全球海区。全球平均盐度基本维持不变，但不同区域的盐度仍有较明显的变化。随辐射强迫增加，拉布拉多海(LAB, Labrador Sea)海域获得了更多来自大气的热量，而格陵兰-冰岛-挪威海(GIN, Greenland-Iceland-Norway Seas)海区向大气释放了更多的热量。2. MOC经向流函数距平正负异常交替出现，异常振荡区域呈现菱形，表明异常随时间由北半球高纬度向南传播，验证了北半球高纬度海区是MOC振荡的发源地。随着辐射强迫的增大，MOC经向流函数距平值呈现增长趋势，表明振幅增强，振荡能量增大。在Rcp85情景下，MOC指数降低16Sv，约70%左右，而在其他两情景下变化不大。3.对MOC经向流函数距平场的EOF分解结果显示，第一主成分方差贡献率随强迫辐射增强有显著提升，Rcp26、Rcp45、Rcp85情景分别对应29%，32%和82%的方差贡献。大西洋MOC下沉海流位于北大西洋高纬地区的GIN海域和LAB海域，它是整个大西洋MOC循环的重要驱动力。因此本文特别探讨了这两个区域海表面温、盐及混合层深度等参数在不同辐射强迫条件下的改变情况。研究得到以下结论：1. LAB海域混合层深度对辐射强迫变化敏感。主要有以下两点原因：首先MOC异常值最大发生在北大西洋LAB海域附近，同时北大西洋高纬度GIN海域MOC异常值非常弱。异常值由50°N附近（对应LAB海域以南区域）向南传播，因此认为LAB海域是振荡信号的发源地。其次由于60°N附近格陵兰－苏格兰海脊（平均深度600m）导致的信号传播“屏障”导致GIN对辐射强迫变化不敏感。2.混合层深度距平随着辐射强迫的增加而减小，意味混合层逐渐趋于稳定。海表盐度对LAB海域混合层深度的影响大于海表温度的影响；在GIN海域，盐度和温度对混合层深度的影响程度大致相同。GIN海域与LAB海域温度对混合层深度的影响时间较长远，为年代际量级，而混合层深度对盐度的变化反应迅速，反应时间约在10年左右。