哈德雷环流是最重要的大气环流系统之一，该环流系统在赤道附近上升，在两个半球的副热带地区下沉，在南北半球各构成一个环流圈。两个环流圈的强度和宽度均随季节发生变化，冬半球环流圈强而且宽，夏半球环流圈相应地较弱而且较窄。哈德雷环流的强度在冬夏季节转换时是否存在突变现象是学术界长期以来争论的一个问题。使用NCEP/NCAR再分析资料，对此问题进行了研究，发现哈德雷环流的强度随季节的变化是线性的，也就是不存在突变现象。但是，哈德雷环流的宽度却存在突变现象，也就是冬半球环流突然变宽，相应地夏半球环流突然变窄。而且，哈德雷环流宽度的季节突变主要发生在对流层中高层，在对流层低层不存在突变现象。　　 哈德雷环流的上升区与热带辐合带(ITCZ)的位置是相对应的。为了搞清楚哈德雷环流宽度的季节突变是否与ITCZ位置的季节变化一致，对GPCP多年降雨资料进行了分析，发现ITCZ的位置自冬半球向夏半球的移动过程存在突然的“跳跃”的现象，并不在赤道附近停留。对热带各区域的降雨分析表明，ITCZ的跳跃现象主要发生在热带印度洋、西太平洋、中太平洋和中南美洲季风区。在热带东太平洋和大西洋外地区，ITCZ基本常年位于赤道北侧。在非洲大陆，ITCZ位置的季节变化是平滑的，与太阳直射点位置的季节变化一致(呈余弦曲线)，时间上稍为滞后-些。　　 为了研究为什么环流宽度突变只发生在对流层中高层，对风场进行了分解，分为无旋(辐散风)和有旋两个部分。对辐散风的联合EOF(简称CEOF)分析和对垂直运动的旋转EOF(简称REOF)分析都显示哈德雷环流可以被分解为深环流和浅环流两个模态。第一个模态是一个深环流，对应较暖的热带海洋地区(热带印度洋和中西太平洋)和湿润的热带大陆(中南美洲)，最强上升运动出现在400mb附近。在这些区域，潜热释放较大，深对流发展旺盛。第二个模态为浅环流模态，对应于较冷的热带海洋(热带东太平洋和大西洋)和干燥的热带大陆地区，最强的上升运动出现在850mb。在浅环流区域，水汽供应不足，不能发展成为深对流系统。深环流与ITCZ存在一致的突变，而浅环流上升支始终位于赤道以北，不存在突变现象。这说明对流层中高层哈德雷环流宽度的突变是与热带深对流系统的季节突变是联系在一起的。　　 为研究造成哈德雷环流发生突变的原因，利用NCAR CAM3进行理想水球实验。在水球实验中，为对比不同的海洋热力惯性对ITCZ和哈德雷环流宽度突变的影响，选用了不同的混合层厚度，1m-50m。对于混合层和深层海洋之间的热量交换方案，选取了无热量交换和有热量交换两种情形，后者反映了赤道附近海水上涌造成的海面温度偏低的作用。结果显示，在无热量交换的实验中，辐合带都没有“跳过”赤道的现象，随混合层深度的增加，辐合带的季节移动范围越来越小。在包含海水上涌效应的实验中，ITCZ都存在“跳过”赤道的现象。在混合层厚度合适时，模拟的ITCZ季节移动幅度与真实大气中的相近。这是因为当加入热量交换方案时，赤道附近海面温度偏低，不易产生深对流运动，导致ITCZ跳过赤道附近，而直接从一个半球到另一个半球。