利用ERA-Interim37 a(1979~2015年)不同等压面的日平均温度、日位势高度再分析数据,计算中国大部分区域(20°~50°N,70°~130°E)的气温直减率,分析其变化特征,结果表明:(1)纬度对气温和气温直减率的影响是不同,下垫面性质、大地形、干湿区分布以及水汽凝结潜热的影响共同导致了气温直减率与纬度的变化特点。(2)气温直减率随着经度的变化表现为西高东低的基本形势,并在105°E和120°E附近有突然变化,这与我国三级阶梯的地形格局和干湿区分布相吻合,说明巨地形对和干湿度气温直减率的影响大,但是影响的层面集中在500h Pa等压面及其以下部分。(3)气温直减率的季节变化为夏秋季节变动小,而春冬季节变化大,冬季的波动要比春季更明显,这与影响我国冬季气温的复杂系统有关。同时不同层次高度的气温直减率变化情况差别很大,气温直减率季节变化的区域性差异明显。(4)不同层次上的气温直减率年际变化情况不同,这与全球气候变暖的大背景有关,即全球气候变暖对对流层低层影响最大,而中层次之,高层几乎没有影响。计算东亚副热带地区(20°~35°N)对流层不同高度纬向热力差异的季节转换时间,并借助线性趋势、Morlet小波等方法,着重探讨其季节转换时间的长期趋势和周期变化特征,探究不同等压面的转换时间之间的关系,结果表明:(1)对流层纬向热力差异由冬季型向夏季型的转换时间最早的是850h Pa,在第18候,最晚的是500h Pa,在第22候,由夏季型向冬季型的转换时间随着等压面的升高而推迟。(2)纬度的变化引起纬向热力差异季节转换时间的不同。在冬转夏的时间上,200h Pa的转换时间在30°N最早,向高、低纬方向逐渐推迟;500h Pa的转换时间的转换时间差别较小,其中20°N跟25°N同在第22候转换,30°N和35°N同时在第24候转换;850h Pa的转换时间在25°N和30°N的转换最慢,向高、低纬逐渐提前;1000h Pa的转换时间则随着纬度的升高而提前。在夏转冬的时间上,200h Pa的转换时间在25-30°N最晚,向高、低纬方向逐渐提前;500h Pa上由夏季型向冬季型的转换时间随着纬度的升高而提前,从20°N的第60候提前到35°N第47候;而850h Pa和1000h Pa的转换时间因纬度的变化不明显,各纬度带上转换时间只相差较小。因此纬度的变化对不同等压面转换时间的影响是不同的。(3)在全球气候变化的背景下,不同等压面高度纬向热力差异季节转换时间的年际变化趋势不同。(4)小波分析的结果表明,200h Pa、500h Pa、850h Pa、1000h Pa由冬季型向夏季型转换时间分别在13a、13a、4a、16a尺度上的周期震荡最为剧烈;夏季型向冬季型的转换时间分别在16a、8a、16a和11a尺度上的周期震荡最为剧烈。并且4个等压面存在着不同程度的高频化现象。计算不同时间尺度气温直减率与同期降水的相关系数并作等值线分布图,同时计算纬向热力差异季节转换时间的时间序列与同期全国平均气温直减率的灰色关联度,结果表明:(1)在年际变化尺度上,500h Pa与850h Pa、850h Pa与1000h Pa之间的气温直减率则对我国的西南地区有较好的指示性。夏季气温直减率对受夏季风影响较大的地区有较好的指示性,如东北地区、华南地区和华北地区。冬季则由于冬季风的性质以及地形的影响,使得全国范围气温直减率对降水的指示性弱。(2)不同等压面纬向热力差异由夏季向冬季转换时间越早(晚),全国平均的气温直减率越小(大),由夏季向冬季转换时间的早晚意味着夏季风持续时间的长短,当转换时间早时,纬向热力差异夏季型的持续时间越长,此时太平洋高压势力大,气压梯度指向东亚大陆,海洋上的湿润气流继续影响我国季风区,使得全国平均气温直减率较低。