南极极涡是南半球高纬度大气运动的主要特征，在南极天气气候和环境过程中起重要作用，也是南极大气与全球大气相互作用的纽带。南极极涡是一个巨大的三维大气系统，具有特殊的形态、动力和热力特征。分析研究这一三维大气系统，对于正确认识南极天气气候和环境过程及其与全球大气相互作用有重要意义。本论文利用1979～2014年ERA-Interim再分析资料，分析了南极极涡三维形态、动力、热力和演变特征，发现南极极涡特征的垂直分布具有很强的非均匀性。传统的特征层分析方法仅选取个别高度层研究南极极涡，无法描述其总体形态、动力和热力以及演变特征。本论文提出基于极涡总质量、总动量和总焓的总体诊断方法，将三维立体的南极极涡作为一个整体考虑，研究其形态、动力和热力结构以及变化过程。与传统的特征层分析方法相比较，该总体诊断方法在描述和分析南极极涡特征时，具有更强的完整性和更加明确的物理意义。本论文的主要结果如下:　　南极极涡三维形态、动力、热力和演变特征具有垂直分布非均匀性。南极极涡面积在高层最大，其等效纬度可达40°S，在低层最小，其等效纬度仅为60°S。南极极涡边缘纬向风速在高层最大，其平均值可达92.0m/s，在低层最小，其平均值仅为35.0m/s。南极极涡温度在高层最高，其平均值可达234K，在低层最低，其平均值仅为186K。南极极涡建立时间在高层最早，其值为第75天，在低层最晚，其值为第145天;南极极涡崩溃时间在高层最早，其值为第276天，在低层最晚，其值为第337天;南极极涡维持时间在中层最长，其值为220天，在低层最短，其值仅为170天。　　本研究提出的总体诊断方法可获得南极极涡形态、动力和热力结构及演变的总体特征。南极极涡包含的大气总质量存在于3月至11月，平均值为8.77×1015kg，最大值为15.7×1015kg，出现于8月。南极极涡边缘总动量存在于3月至11月，平均值为6.27×105kg m/s，最大值为12.1×105kg m/s，出现于9月。南极极涡包含的大气总焓存在于3月至11月，平均值为17.74×1020J，最大值为31.0×1020J，出现于8月。南极极涡的总体建立时间为第130天，总体崩溃时间为第319天，总体维持时间为189天。　　南极极涡总体形态、动力和热力特征及维持时间具有显著增强趋势。1979～2014年间，南极极涡总质量、总动量和总焓均存在显著增加趋势;南极极涡建立时间不断提前，南极极涡总体崩溃时间不断推迟，南极极涡总体维持时间不断增加。南极极涡总体形态、动力和热力特征的年代际变化间存在差异，南极极涡总体维持时间的年代际变化显著。