热层中性风行为能在一定程度上揭示热层-电离层耦合过程中能量、动量的转化过程,具有重要的研究价值。在中低纬度垂直风可以忽略,但在高纬度垂直风反映热层复杂的物理、化学过程。了解热层中性风的动力学过程对提高无线通信的质量和保障低轨道卫星的安全运行意义重大。本文利用武汉大学部署在北极黄河站的全天空Fabry-Perot干涉仪的观测数据,对2015年至2017年冬季的OI630nm和OI557nm的数据进行计算和处理,重点分析了极区热层垂直风场。主要结果有:（1）统计了黄河站2015年至2017年冬季高、低热层月均垂直风。研究发现极区热层的垂直风幅值小,高热层垂直风幅值高于低热层垂直风幅值,且周期性振荡,这与太阳辐射、重力波、潮汐等因素有关。冬季午夜前后黄河站上空通常为垂直向上风。使用统计的方法研究了黄河站上空垂直风与地磁活动、行星际磁场（IMF）Bz分量、水平风散度的关系,发现强地磁扰动下,热层垂直风的风速值增加;热层垂直风与行星际磁场Bz正相关;热层垂直风对水平风散度不敏感。（2）为了研究极光亚暴期间黄河站上空热层垂直风的行为,根据FPI干涉图上极光形态,地磁AE、AL指数,行星际磁场南向分量,太阳风参数等指标,确定了2015年12月19日、20日一个地磁平静期事件和两个极光亚暴事件,并反演出三个事件对应时段的视线风速和垂直风速。极光亚暴期间视线风速的幅值高于地磁平静期视线风速,且变化更加剧烈。极光亚暴增强垂直风的运动,事件二低热层垂直风对极光亚暴响应延迟约两小时。通过分析三个事件期间太阳风参数、行星际磁场参数,给出了极区热层垂直风在极光亚暴期间发生变化的原因。极光亚暴期间,行星际磁场南向分量增强,大量的极光粒子沉降到电离层,极光粒子沉降产生大量的焦耳热,中性气体受热膨胀,产生上升气流。低热层离子密度小,垂直风的行为由焦耳加热主导。高热层离子密度大,高速运动的离子有更大的几率撞击中性粒子,进而改变中性粒子的速度和运动方向,影响中性风的行为。高热层焦耳加热和离子拖曳共同影响垂直风的运动,由于高热层离子密度较大,离子拖曳起到的作用更大。