副热带涡旋具有多尺度和多种类的特点，其气候动力学研究也越来越受到科学工作者的关注。为对副热带涡旋气候动力学有较全面的了解，本论文从气候学特征、自组织现象观测诊断和自组织动力学三个方面进行了初步的研究。 首先，引入改进的环绕角涡旋识别方法，从ECVWF40年再分析资料(ERA40)和NCEP/NCAR再分析资料(NRA)中提取了副热带西北太平洋，东北太平洋，西北大西洋和东北大西洋4个区域18年夏季的对流低层850hPa涡旋数据集。根据该涡旋数据集，我们分析了副热带涡旋的空间分布和时间变化特征。结果表明：(1)两种资料在四个区域都有很好的一致性，其中西北太平洋的相关性最好。(2)西北太平洋区域是全球副热带涡旋活动相对活跃的区域，区域内分布有两个涡旋活动中心，其涡旋平均强度强，涡旋活动范围广。(3)涡旋活动的活跃区都位于近海或海陆交界处，向远海方向或向内陆方向，涡旋活动明显减弱。(4)不同区域的涡旋活动具有不同的年际变化特征。(5)划分弱涡和强涡两种尺度讨论表明：副热带弱涡主要活动在陆地上或较低纬度地区，强涡则主要分布在近海；除西北太平洋外，其余3个区域的强涡数量都有增加趋势；西北太平洋和东北太平洋的强涡平均强度有增强趋势；东北太平洋、东北大西洋和西北大西洋的弱涡平均强度有增强趋势。 其次，进一步从ERA40再分析资料中提取了西北太平洋区域垂直12层的涡旋数据集，分析三维空间内的涡旋活动。分析发现具有明显的400hPa分界层。400hPa．以下：各层涡旋活动的分布区域和年际变化与前述850hPa层相同；950～850hPa气压层内的涡旋活动最强烈；除中国南海外，其余地区随高度升高，涡旋的活动减弱；1000hPa上的涡旋个体强度有上升的趋势。在400hPa以上：250～200hPa层上的涡旋活动最为强烈；各层涡旋活动主要分布在15°～25°N纬度带内呈东西向带状分布，且太平洋中部的涡旋活动最活跃；300～150hPa层的涡旋个体平均强度有下降的趋势。 再次，使用高分辨率的TBB资料分析台风“麦莎”形成时期的自组织过程。结果表明有多种尺度的涡旋相互作用。典型的有：γ中尺度涡旋之间，β中尺度涡旋之间，γ中尺度与β中尺度涡旋之间，以及β中尺度涡旋与热带气旋之间的相互作用和自组织过程。基于上述观测事实，本文采用Gerris自适应网格模式模拟不同位置、强度和结构的小尺度涡对双涡自组织过程的影响。结果表明：存在一个“Z”形敏感区，当小尺度涡出现在这一区域时，越有可能改变双涡自组织的终态；小尺度涡旋的强度和结构对该“Z”形敏感区范围的大小有重要影响；归纳小尺度涡能改变双涡自组织终态的4个必要条件是：初始位于敏感区内，有足够的强度，与双涡的距离适当，且生存时间足够长。 最后，利用一个高分辨率的拟谱模式，进一步分析了双涡自组织，以及小尺度系统对双涡自组织影响的物理过程。结果表明，(1)双涡合并的物理机制是：在旋转参考系下，流函数场的异质双曲型固定流点进入涡旋内部，持续不断向外抛出涡量形成反气旋性螺旋臂；该螺旋臂构成的非轴对称涡度场，在双涡中心产生相向的气流，使得双涡逐步靠拢合并。(2)小尺度系统改变双涡相互作用的物理机制是：初始时段处于某一涡旋正影响区内的小尺度系统，构成非对称涡度场，进而在该涡旋内部产生指向另一个涡旋的气流；如果该气流足够强，则会使两个涡旋的中心距离在短时间内下降到合并临界距离之内，触发双涡合并过程发生，进而引起能量的逆级串。