本文利用了高分辨率的海洋卫星观测资料揭示了海洋与大气系统内的季节内振荡现象，并利用全球海洋模式以及大气原始方程模式对季节内变化的机制及其对气候系统的影响进行了研究。Madden-Julian Oscillation(MJO)是热带大气中最为显著的季节内振荡现象。论文重点研究了热带太平洋和全球大气环流对MJO及其相关的非绝热加热的物理响应，包括MJO所激发的赤道Kelvin波动及其对热带地区气候的影响，与MJO相关的热带非绝热加热对全球大气环流的强迫，并利用干大气模式详细分析了全球大气环流对MJO非绝热加热响应的物理机制。主要结论如下:　　1，热带太平洋季节内变化特征　　热带太平洋存在着有大量的季节内变化现象，包括季节内Kelvin波、热带不稳定波和赤道Rossby波等。对海平面高度场使用120天高通滤波保留其季节内变化，热带太平洋表现为两个带状分布的大值区:一个大值中心位于中太平洋6°N附近，从日期变更线延伸至120°W;另一大值中心则恰好位于赤道上，但其变化强度弱于前者。分析表明6°N附近大值区与Rossby波和热带不稳定波动(TlWs)有关，位于赤道的大值区与季节内的海洋Kelvin波动有关。海平面高度的波数-频率能量谱能够很好地反映赤道Kelvin波的频散关系，赤道太平洋地区海平面高度的季节内变化主要与Kelvin波有关，而非赤道Rossby波。　　高分辨的TMI微波海表面温度(SST)资料能够清晰地反映TIWs，而TIWs能够造成东太平洋显著的SST偏度结构。研究表明，TlWs将冷舌区冷水向北输送至暖水区，因而在2°N-6°N之间形成了几乎平行于赤道的负偏度带;反之，由于TIWs不断的将赤道以北的暖水向南输送至冷舌区，沿赤道形成了SST正偏度带;而SST正负偏度交界处（1°N附近）偏度值则为零，在此处SST场服从正态分布。因此，TIWs在东太平洋热量平衡中起着重要作用。　　2.热带太平洋对MJO响应的观测与理论研究　　利用海平面高度的卫星高度计(Altimeter)观测和QuikSCAT风场高分辨率观测资料，深入研究了海平面高度、海表面风场与MJO的关系，并由此建立了一个简单的线性Kelvin波动物理模型，此线性模型是由与MJO相关的纬向风应力强迫的一阶波动方程构成，同时包括了线性阻尼作用。赤道太平洋海平面高度的波数-频率能量密度谱显示赤道海平面的变化包含了显著的东传Kelvin波动信号。与MJO相关的海平面变化(ηMJO)主要集中在沿赤道150°E-110°W之间的狭长带上。为了解释ηMJO形成的物理强迫机制，计算了与MJO相关的纬向风应力，结果显示与MJO相关的纬向风应力最强处位于西太平洋，但在中太平洋地区MJO能够解释大部分季节内风场的变化。所建立的Kelvin波动线性模型能够很好地模拟出与MJO相关的海平面高度的变化(ηMJO)，日期变更线以东的纬向风场能够加快Kelvin波的移动速度。　　3.热带太平洋对MJO响应的模拟分析　　利用加拿大全球海洋环流模式研究了热带太平洋对MJO强迫的动力学响应。模式敏感性试验显示与MJO相关的海平面高度变化主要是由风应力的改变引起的，与MJO相关的SST的变化在西太平洋是由表面浮力（热）通量引起的，但在越靠近东太平洋的地区，风应力的作用变得越来越重要。进一步使用敏感性试验定量研究了热带太平洋地区对MJO风场强迫的物理响应，结果表明，与MJO相关的次表层海温异常沿着温跃层向东传播，在东太平洋地区次表层海温异常上升至海表面，从而表现为SST的异常。纬向平流项在中太平洋地区SST的变化中起主要作用;垂直平流项在东太平洋地区次表层海温和SST的变化中起主要作用。进一步研究表明，通过纬向海流与纬向SST的季节内变化之间的非线性相互作用，MJO风场能够产生低频（年际尺度）SST信号，从而可能对ENSO事件产生影响。在ENSO暖事件年，MJO风场能够产生较强的低频SST。　　4.MJO非绝热加热的全球大气响应　　热带印度洋和西太平洋地区的射出长波辐射（OLR，为热带对流活动很好的指标）的EOF分析表明，热带对流活动的EOF第一模态对应为ENSO模态;第二模态对应为MJO模态，此模态为东西向的偶极子型，即印度洋地区产生强降水，而西太平洋地区的对流活动减弱;EOF第三模态中有三个对流中心。其中第二(MJO)和第三模态分别对应于两个不同的全球大气遥相关型。进一步利用全球原始方程模式研究了这两种大气环流异常形成的原因，研究表明这两种大气遥相关型主要受大气线性过程控制。该模式大气对热带加热的响应与观测的大气环流异常吻合得很好。此外，详细讨论了热带对流活动尤其是MJO的对流活动对中高纬度大气环流异常以及中高纬度长期和延伸期预报的重要性。