利用ERA-Interim(European Center for Medium Range Weather Forecasts Interim)资料,采用改进的变形欧拉平均方法对1979-2011年剩余环流季节内时空结构转换及其演变特征进行了分析。采用变形欧拉平均方法的平均示踪物连续方程对1979-2011年平流层臭氧和水汽的动力传输和剩余生产消耗进行了分析。利用WACCM-3(Whole Atmosphere Community Climate Model-3)模拟了包含臭氧恢复和臭氧浓度维持场景下剩余环流的变化,对臭氧恢复情况下剩余环流季节内时空结构转换及其演变特征进行了分析。结果表明：(1)150hPa附近4-8月剩余环流上升中心发生了整体向北移动的趋势,而9-次年2月则表现为整体向南的移动,并且6-8月和9-11月的移动较为明显,分别向北和向南移动了0.92°/decade和0.57°/decade.(2)对流层内的剩余质量输送是显著增强的,但是热带环流上升区以及穿越对流层顶进入平流层的输运存在着减弱的趋势。(3)两半球高纬度100hPa附近从最低平流层向下输送的质量通量以及热带对流层顶附近向上输送的质量通量在各季节年代际变化中基本都是减弱的,仅在6-8月和9-11月北半球向下质量通量出现了增强。(4)平均臭氧传输和化学剩余项是平流层臭氧趋势变化的主要原因,涡旋臭氧传输主要在南半球冬季使南极臭氧减少,在南半球春季减缓臭氧化学损耗形成的臭氧洞,并在后期对臭氧恢复起到重要作用。(5)平均环流对臭氧的输送主要由垂直输送项决定,涡旋对臭氧的输送主要由水平涡旋输送决定,并且涡旋传输的强度不只强烈依赖于波动崩溃,也依赖于较强经向臭氧梯度的出现,因此南极臭氧层的不稳定导致了南半球春季涡旋传输的增强。(6)平流层低层水汽主要来自热带对流层的垂直平均传输和垂直涡旋对流,它们的作用高度可到达50hPa附近,热带对流层项附近的水汽相变则是该区域水汽消耗的主要原因。(7)平流层高层水汽分布受到高层水汽平均传输和剩余化学项的共同影响,形成了从平流层高层向下波状排列的正负相间水汽变化趋势,并且传输路径都从南向北逐渐偏移。(8)水平涡旋传输对南极极地平流层云的形成起决定作用,在南极涡旋维持期间提供了大量的水汽,影响高度可达10hPa附近。(9)在对流层内温室气体浓度增加的大背景使得南半球剩余环流增强而北半球剩余环流减弱,臭氧恢复作用减剩余环流的速度而增加了其输送的空气质量,增强了剩余环流空间位置的南北摆动。(10)平流层中温室效应使得质量通量均增大,但前期变化均较后期更大。1100hPa臭氧恢复使得输送的空气质量增多,而到了70hPa臭氧恢复使得输送的空气质量减少了。