夏季风与大气环流演变(特别是突变)关系密切，能否客观定量揭示季风爆发与大气(大洋)和海气耦合环流演变之间的关系及刻画季风的强度和结构并采用什么样的数学物理形式来表现，这是季风研究中的重要问题。　　 本论文研究目的是揭示亚洲夏季风，特别是南海和南亚夏季风的空间结构和时间演变规律，着重分析讨论季风建立时全球大气环流“突变”和“季风爆发”的关系，回答以上的问题。本论文共分八章，主要由两大部分组成，第一部分与夏季风“来临”(或称“爆发”)有关，第二部分与季风的三维结构问题有关。　　 关于前者，本论文拓广了导师曾庆存先生提出的流场能量指理论，考虑了突变前后的“平衡态”或“典型场”不再是预先给定的，而是和突变点一起，在资料分析处理中同时计算出来的，这样更适用于分析季风建立过程等特殊问题。应用该方法可以很好地定出夏季风来临的“预兆日期”，其比传统方法定出的只早二三天，确有“预兆”之意，而且方法很客观定量。利用上述方法计算了平均气候情况和个别年份的情况，结果发现突变最早在暖池，依次在热带印度洋(包括孟加拉南部)，南海，印度。在低空夏季风来临前，平流层则已完成了环流突变和季节调整，然后环流调整向下伸至对流层，随后该区低空“季风爆发”。　　 关于后者，本论文提出了把季风的三维结构和时间演变作为统一问题来研究。为此就需把“季风”相关的大气(大洋)环流场甚至海气耦合环流场作三维复EOF统计分析。我们把水平流场的u，v两个分量各乘以密度后看作复数的实部和虚部，将各标准等压面上的大气风场或各等水深面上的大洋流场看作一个整体，以及将大气和大洋流场看作一个复合整体，对它们作三度空间的复EOF分析，各复EOF模态反映出大气、海洋(或大气与海洋)的三维结构，有明确的物理意义，而二维EOF分析则不能反映这种上下层(或海气)耦合的关系。这样，各层有共同的时间系数。避免了按各层各自的复EOF展开各层互不相联系的问题。此外，无论是从大气三维复EOF还是海气耦合复EOF场各模态中均可算出相应的垂直速度场，从而可以将季风环流和降雨等过程联系起来。这是按各层各自的EOF展开所不能做到的。第一模态的展开系数存在突变，正好反映出夏季风建立前、后流场的两种平衡状况，而夏季风的爆发则是由前一平衡态转变到后一平衡态的过程，这种转变往往表现为突变。