Hadley环流是热带地区最重要的大尺度环流之一，它的变率对水循环、副热带地区的干旱以及风暴轴等天气气候系统有重要影响。本文利用资料分析，结合数值模拟，探讨了Hadley环流长期变化的时空特征及其与热带经向海温梯度的关系。首先，利用再分析资料分析了Hadley环流对称模态和非对称模态在年代际时间尺度上的变化特征;然后，用数值试验验证了不同海域对Hadley环流的对称和非对称模态的影响;接着，评估了国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的耦合气候模式对Hadley环流的模拟能力;最后，通过诊断CMIP5历史试验结果以及理想水球试验，探讨了热带海温的对称性以及经向梯度对Hadley环流的强度、宽度的影响。主要得到以下几点结论:　　(1)揭示了秋季Hadley环流非对称模态多年代际的变化特征及其与大西洋多年代际振荡(AMO)的关系。　　利用再分析资料及模式资料，分析了北半球秋季Hadley环流长期变化的主导模态。发现秋季Hadley环流的第一主导模态为非对称模态，该模态具有多年代际的变化特征，这与南北半球的海温偶极型的多年代际的变化有关，而AMO是南北半球海温偶极型变化的最强的局地信号，它引起的跨赤道经向海温梯度对Hadley环流的非对称模态有显著的影响。此外，秋季的Hadley环流非对称模态与南北半球热带陆地降水的反向变化有密切的联系。　　(2)发现了年平均Hadley环流的强度和对称模态在过去十几年具有显着增强的趋势，并且这一趋势与全球变暖减缓有密切关系。　　利用再分析资料，分析了全球变暖减缓期间Hadley环流强度的变化。结果表明，年平均的Hadley环流在2000-2014年期间有显著增强趋势，而且各个季节都有不同程度的增强，西太平洋暖池和热带东太平洋的区域Hadley环流也有显著增强。过去十几年，Hadley环流的对称模态的方差贡献超过了非对称模态，由第二模态转变为第一模态。导致这些结果的可能原因是:中东太平洋过去十几年有变冷趋势，太平洋的信风显著加强，同时热带海表的东风应力加强，使更多的暖海水堆积在西太平洋暖池区域，造成局地的Hadley环流加强。Hadley环流的增强还引起了赤道辐合带(ITCZ)的降水增加，以及中国南方地区近十几年降水的显著减少。　　(3)揭示了印太暖池和热带中东太平洋的海温变化对Hadley环流主导模态的形成及其时间变化的影响。　　印太暖池海温的长期增暖会使Hadley环流出现关于赤道非对称的环流异常，并且有年代际的增强趋势，对北半球冬季(DJF)Hadley环流强度的年代际的增强起主要贡献作用。热带中东太平洋的海温与Hadley环流对称的环流异常相关，并且具有年际变化特征。这主要是中东太平洋的ENSO的经向海温分布具有关于赤道对称的特征。此外，中东太平洋的海温对Hadley环流的强度有减弱的作用，这可能是由于中东太平洋的冷舌模态的加强所导致的。　　(4)阐明了ENSO所引起的经向海温梯度以及涡动动量通量散度对Hadley环流边界(HCE)年际变率的影响。　　El Ni(n)o(La Ni(n)a)事件会导致南半球HCE的收缩（扩张），同时会导致北半球对流层中下层的HCE收缩（扩张），对流层上层HCE扩张（收缩）。其主要原因是:El Ni(n)o-Southem Oscillation(ENSO)引起北半球副热带上层正的涡动动量通量散度，在中下层引起的负的涡动动量通量散度，导致北半球对流层上下层HCE响应不同。ENSO引起的经向温度梯度在于南北半球HCE都显著相关。但由于ENSO在南半球引起的涡动动量通量散度较小，故ENSO引起的经向温度梯度对南半球的HCE变化起主导作用。又由于ENSO引起的经向温度梯度在对流层具有相当正压结构，所以南半球对流层上下层HCE对ENSO具有一致响应。　　(5)揭示了耦合气候模式对于Hadley环流主导模态的模拟能力以及经向海温梯度在其中的重要作用。　　大部分的CMIP5耦合模式能够较好的模拟出年平均气候态Hadley环流的空间结构，但是强度偏弱。26个模式中有18个能够较好的模拟出Hadley环流的非对称模态(AM)和对称模态(SM)，有2个模式能够模拟AM和SM，但顺序倒置;另有两个模式只能模拟出AM和SM其中之一，其他4个模式则不能很好的模拟出AM和SM。大部分模式能够模拟出对称和非对称的海温结构，这些模式同时也能较好的模拟出AM和SM。只能模拟出AM或者SM的模式，对海温的结构也只能模拟出非对称或对称的海温结构之一。进一步地分析发现，有些模式虽然能够模拟出AM或者SM，但是模拟不出对海温梯度的响应。大部分对主模态模拟较好的模式能够模拟出其强度与海温梯度响应关系。　　(6)揭示了理想水球试验中Hadley环流强度和边界对经向海温梯度的敏感性。　　在水球试验中对称的海温分布驱动出对称的Hadley环流异常，非对称的海温分布驱动出非对称的Hadley环流异常。Hadley环流的强度与经向海温梯度的强度有较好的线性关系，当经向海温梯度增强1 K/deg时，对称Hadley环流增强约5.4×1011 kg s-1，而非对称Hadley环流增强约1.32×1012 kg s-1。相同幅度的海温梯度增强，非对称Hadley环流响应强度是对称Hadley环流的2-3倍。Hadley环流的边界与经向海温梯度并没有较好的线性关系。但是总体来讲，对称Hadley环流的南北半球边界随着经向海温梯度的增强向赤道移动，而非对称Hadley环流北半球边界向极地移动，南半球边界向赤道移动。当经向海温梯度增大1 K/deg时，对称Hadley环流边界向赤道移动0.4-0.8个纬度，而非对称Hadley环流南半球边界向赤道移动约0.8个纬度，北半球边界向北极移动约6.1个纬度。