El Ni(n)o-Southern Oscillation(ENSO)作为热带海-气耦合系统中最强的年际变率信号，通过驱动对流（降水）异常激发出准定常行星波，给全球冬季气候带来重要影响。近些年，随着全球气候的变化以及观测资料的日渐丰富，越来越多的学者开始关注ENSO事件的多样性与复杂性，同时还探讨了不同类型ENSO的气候效应。然而，热带海温-对流的非线性关系以及ENSO的连续性给基于海温的研究造成了一定误差，导致部分对流异常型被混淆或忽略，进而给研究热带对流异常有关的中高纬环流变化带来影响。为了更好地讨论热带太平洋强迫与热带外遥相关型的联系，本文利用OLR资料来表征热带对流，分析了冬季热带太平洋主要的对流异常型及其热带外响应，并对热带外遥相关波列形成的可能机制进行了诊断。同时，还评估了AMIP试验中气候模式再现各类对流异常型的能力，并借助高技巧模式验证了中高纬环流异常形成的物理过程。最后，利用CMIP5的历史试验资料评估了各模式对热带太平洋海-气耦合系统的模拟能力，同时选用高技巧耦合模式的预估试验(RCP45、RCP85)资料进一步探讨了各类对流异常型在未来百年内的可能变化。论文的主要研究结论如下:　　(1)冬季热带太平洋对流异常的分型。热带太平洋对流异常是引起热带外环流变化的直接因子，它不仅受海温异常控制，还受低层水汽辐合的影响。OLR作为热带对流的估计，能更为有效地研究热带太平洋强迫对全球气候的影响。冬季，热带太平洋对流异常的前两个EOF模态通过了North检验，解释方差达72％，能较大程度地描述热带深对流的年际变化特征。这两个EOF模态在空间分布上呈现出纬向偶极型结构，其中EOF1与EP型海温异常相耦合，反映了热带太平洋深对流的强度与范围变化，而EOF2则对应着CP型海温异常，或是单独出现，或是对EOF1有关的对流异常起调制作用。结合EOF1、EOF2以及相应的时间序列，冬季热带太平洋对流异常型可分6类不同的强迫场，近34年主要有5类，分别命名为LN pattern（PC1、PC2均为负位相）、CPEN pattern（PC1、PC2均为正位相）、EPEN pattern（PC1为正位相、PC2为负位相）、Indo-WP dipole（PC1为负位相、PC2为中性位相）和W-CP pattern(PC2为正位相、PC1为中性位相）。　　(2)各类对流异常型对北半球中高纬环流的不同影响。LN pattern对应着中太平洋对流活动受抑制、海洋性大陆对流异常活跃，与CP La Ni(n)a型的海温异常相耦合，会激发出负PNA-正NAO型的遥相关波列，导致阿拉斯加和加拿大西岸（北美南部和欧洲）气温降低（升高），同时副热带急流的位置变化使得美国、欧洲出现北湿南干的经向偶极型降水异常。CPEN pattern产生的中高纬波列结构（正PNA-负NAO）及气候异常与LN pattern几乎对称，这与结构一致但符号相反的热带对流异常有关。这两类对流异常型表现为PC1、PC2同位相叠加，相比于EOF1显著西移且异常中心更强，反映了EOF2对EOF1的调制作用。EPEN pattern为5类中最强的对流异常信号，即赤道中东太平洋对流加强、海洋性大陆至日界线附近对流减弱，与EP El Ni(n)o型的海温异常相耦合。热带外，TNH型的环流异常不仅减弱了极地冷平流，还使得副热带急流南移并东伸，进而引起北美中部增暖、南部雨水充足。另外，加拿大东部的高压异常向下游发展，导致欧洲经历暖冬并伴随着北湿南干的降水异常。W-CP pattern表现为中太平洋西部对流活动加强，与局地海温增暖相耦合，是一类“新”的对流异常型，其形成过程归因于前年11月正AO信号有关的环流异常以及局地天气尺度波-平均流相互作用。尽管热力强迫较弱，但却能激发出东北传的遥相关波列并在90°W分支，一支继续向东北传至格陵兰岛，另一支则转向东南传至加勒比海。低压异常控制着北大西洋周边地区的气候变化，即北美大槽的加深给加拿大东部带来了更多的极地冷空气，而北大西洋暖湿平流的增强与副热带急流的东伸则造成欧洲西部偏暖偏湿。W-CP pattern的影响与CPEN pattern有显著不同，表明此类对流异常型的作用是不可忽视的。Indo-WP dipole仅激发出较弱且不显著的负PNA信号，对北美的温度、降水影响较小。同时，欧洲气候变化由局地反气旋异常所主导，与热带强迫无关。　　(3)AMIP试验中气候模式对冬季热带太平洋各类对流异常型及其热带外响应的模拟。AMIP试验的MME结果表明气候模式能再现冬季热带太平洋深对流的基本特征，包括气候平均态、年际变率以及前两个EOF模态，同时还能模拟出观测中5类主要的对流异常型。然而，除了LN pattern外，剩余4类对流异常型引起的热带外环流异常较观测有明显偏差，这可能与各模式的热带对流模拟偏差在中高纬非线性动力过程下进一步放大有关。基于各模式模拟Clm、Std、Reg1和Reg2的平均技巧评分，可得到6个高技巧模式(ACCESS1.0、CanAM4、CCSM4、CMCC-CM、HadGEM2-A、MPI-ESM-MR)，它们能更好地模拟出各类对流异常型的空间结构及强度，进而提高热带外遥相关波列的模拟性能，尤其是CEPN pattern、EPEN pattern和W-CP pattern这三类对流异常型。对流参数化方案是影响热带对流模拟的关键因子之一，采用Gregory和Rowntree(1990)、Zhang和McFarlane(1995)、Tiedtke(1989)和Nordeng(1994)3种对流参数化方案的高分辨率模式有助于提高冬季热带太平洋各类对流异常型及其热带外响应的模拟，这对未来发展最优数值模式与提高气候预估水平有一定科学价值。　　(4)各类对流异常型激发热带外遥相关波列的可能机制。冬季，热带太平洋对流异常通过调制局地Hadley环流在北太平洋中部的对流层高层引起Rossby波源异常（涡度强迫），进而激发出东传的准定常行星波，在天气尺度波与平均流的正反馈作用下，使得中高纬环流异常得以建立、发展与维持。各类对流异常型在空间结构、振幅上的差异引起了不同尺度、强度和位置的热带外涡度强迫，这导致了北半球出现结构迥异的大气遥相关型。AMIP试验的高技巧模式结果进一步证实了观测中各类对流异常型有关的热带外遥相关波列的形成机制，但仍存在着一定模拟偏差。此外，热带强迫有关的环流异常一方面受平流层极涡的调制，另一方面通过准定常行星波的上传改变平流层异常信号的强度与位置。　　(5)未来百年冬季热带太平洋各类对流异常型的预估。利用36个CMIP5耦合模式的历史试验资料，基于冬季热带太平洋海-气耦合系统的年际变率空间分布，可发现仅有3个模式(BNU-ESM、CCSM4、IPSL-CM5B-LR)能再现热带太平洋深对流的基本特征与主要的对流异常型。全球变暖背景下，冬季热带太平洋主要的热力强迫场及其空间分布、强度在未来百年内较为稳定，这主要是因为热带太平洋海温呈全海盆一致增暖，尽管东西向的海温梯度有减弱趋势，但振幅较小且不显著，使得热带深对流的气候平均态与年际变率无明显改变。