本文采用1951年1月-2010年12月共60年的NCEP/NCAR月平均再分析数据,计算不同经度、纬度的经向和纬向质量流函数,表征大气垂直环流。从季节、年际及年代际尺度,分析和讨论了热带太平洋局域Hadley环流和Walker环流以及全纬圈Hadley环流的主要特征。根据Hadley环流年际变化主要模态的空间分布,选取西太平洋区域(WP区:100°E~140°E)和中太平洋区域(CP区:170°E~150°W)的局域Hadley环流进行分析,并对太平洋上Walker环流的变化特征进行研究,发现太平洋局域Hadley环流和Walker环流之间有非常紧密的联系。全文主要结论如下:　　1.全纬圈Hadley环流的主要特征　　Hadley环流有显著的季节演变特征:冬、夏季节为跨赤道的单圈环流,春、秋季节为赤道准对称的双圈环流;Hadley环流年际变化主要发生于太平洋上空,与ENSO现象密切相关;较强的赤道准对称双圈异常Hadley环流多数会出现在El Nino(La Nina)盛期;强El Nino盛期前单圈夏季Hadley环流加强,而盛期后单圈夏季Hadley环流减弱,造成Hadley环流强的准两年振荡;60年来跨赤道单圈类冬季型环流线性增强;年代际变化主要表现为由1970年代中期至2000年的跨赤道单圈类冬季型异常环流,转变为近10年来类夏季型异常环流。非洲和南美大陆对长期线性趋势和年代际异常都有重要作用。　　2.太平洋局域Hadley环流和Walker环流的主要特征　　(1)季节变化:WP区域 Hadley环流主要受暖池加热的作用,热带地区上升区域强且宽;冬、夏季节为跨赤道的单圈环流,尤其夏季南支 Hadley环流可达20°N附近,表现为很强的夏季风特性,春、秋季节为赤道准对称的双圈环流;CP区域受西太平洋暖池和东太平洋冷舌的共同作用,Hadley环流分布与WP区相差较大,特别是环流跨赤道影响的范围很小,上升区分别在赤道南北两侧;Walker环流中心位置随季节有约10个经度的东西移动,秋冬季节偏东,夏季最西,中心强度在夏季最强,春季最弱。　　(2)年际变化:WP和CP区Hadley环流以及Walker环流的年际变化都与ENSO关系密切,El Nino盛期对应着关于赤道对称的双圈异常环流,CP区为正向Hadley环流加强,即赤道区异常上升,WP区为负向Hadley环流异常,即赤道区异常下沉,而Walker环流减弱;La Nina盛期则相反;强El Nino盛期前春夏季WP和CP区都是跨赤道的单圈逆时针异常环流,Walker环流为赤道中太平洋异常上升,而强El Nino盛期后春夏季两区都是跨赤道的单圈顺时针异常环流, Walker环流为赤道中太平洋异常下沉,反映了强El Nino期间大气垂直环流的准两年振荡特性;但一般性El Nino和La Nina期间准两年振荡信号较弱。　　(3)年代际以上变化:60年来WP区Hadley环流的北支有明显增强的趋势,南支环流有减弱的趋势;赤道中太平洋上空的异常下沉气流趋势使得 CP区Hadley环流和Walker环流都有明显的减弱趋势;2000年后的Walker环流和WP区Hadley环流都强于1980-1999年的平均环流,而CP区Hadley环流北支环流变强、南支环流变弱。　　3.垂直环流与降水主要特征　　垂直速度w可以分解为经向环流的垂直速度wm和纬向环流的垂直速度wz,在气候态、年际和年代际变化上,垂直速度与降水分布有很好的匹配关系;wm及其异常分布区域呈东西向带状,wz及其异常的区域呈南北向分布,可能与海陆分布相关;热带西(东)太平洋wm中心位置随季节的南北移动显著(不显著);年际变化主要模态是ENSO信号;热带地区wm异常和wz异常符号比较一致,但wm异常强度明显大于wz异常;中纬度地区两者量级差别不大,但符号有时相反,反映了异常经向环流和纬向环流相互减弱的特性;通过对中国南方和北方区域平均降水年际异常与wz、wm的相关分析得知,经向环流和纬向环流的变化对热带外降水异常作用的都比较重要。