南半球环状模（Southem Annular Mode，简称SAM）是南半球热带外大气环流的主要模态，对南半球、乃至全球气候变化有重要影响。然而，受限于南半球气象、海洋等观测资料的缺乏，人们对SAM的长期变化特征认识还不完善。由于在全球变暖的背景下，观测到的近50年SAM持续增强向正位相转变，这种转变的异常程度及其与人类活动的关系如何，以及未来变化趋势如何已成为当今科学研究的热点。冰芯作为保存气候变化信息的代用资料，可以提供连续的、高分辨率的代用指标来指征长时间尺度的大气环流变化特征，因而是可以用来重建SAM长期序列的。为研究SAM的长期变化特征及其对高纬地区气候的影响，本文在分析自主钻取的一支南极印度洋扇区冰芯(LGB69)，并收集取自南极大陆冰盖边缘其他扇区高分辨率冰芯代用指标的基础上，分析了南极冰盖三大扇区（南印度洋、南太平洋和南大西洋）冰芯多种代用指标对南半球环状模的指示作用，并且选择对SAM指示意义明确且相关关系显著的代用指标序列，用综合比例法和主成分回归方法对过去百年际的SAM指数进行了重建。　　以2002年钻取于东南极伊丽莎白公主地的年分辨率冰芯LGB69为主要研究对象，阐述了南半球环状模对南半球高纬地区物质输送和降水的影响。通过研究LGB69冰芯海盐离子、积累率的记录与南半球中高纬海平面气压场和风场的关系可知二者皆与高纬地区准定常的南印度洋低压带(Southern Indian Ocean Low,SIOL)呈负相关关系，积累率与SIOL的相关性更高，这主要是由于海盐离子的积累还受到下降风的影响。两种代用指标与观测的SAM指数对比显示二者与SAM指数亦呈显著正相关，即当SAM偏强时，中高纬的气压差增大，西风急流加强且向极移动，中高纬度生成的气旋风暴使高纬度低压加强，加强了海洋气团的向极输送，LGB69地区海盐离子浓度升高;SAM增强时费雷尔环流较气候态加强，从而使得费雷尔环流的上升支增强且偏南，造成高纬地区降水增多，反映到LGB69地区体现为积累率的增加。　　基于南极不同扇区的冰芯代用指标与标定时段内SAM指数的相关性，用综合比例法(CPS)和主成分回归法(PCR)重建了印度洋（1745-1994年）、大西合比例法(CPS)和主成分回归法(PCR)重建了印度洋（1745-1994年）、大西洋（1533-1994年）、太平洋（1718-1994年）三大扇区百年际年SAM和冬季SAM指数的变化历史。结果表明本文选用的重建模型是有效的，在不同扇区重建的SAM序列在年际高频振荡上有所差异，但是在趋势变化上比较一致，不同扇区重建的SAM指数能更好的反映其所在扇区的高纬度气压场。重建SAM显示在1960s以前大部分时间段SAM是处于负位相的，表明SAM偏弱，只有在近50年SAM出现了异常持续增强的现象。对比两种重建方法可知，代用指标的数量和种类决定重建结果的可靠性。当冰芯代用指标种类差异较大时，用CPS方法重建结果优于PCR方法的重建结果，且指标越多重建的结果越可靠。而用年分辨率的冰芯代用指标在重建年SAM指数的适用性好于冬季SAM指数的重建。　　将所有扇区选取的冰芯代用指标组成一个指标阵，截取共同涵盖的时间段，重建了近300年的南半球环状模序列，重建序列调整自由度后的解释方差(r2)、误差缩减值（RE）分别为58.3％，0.55，较高的解释方差和误差缩减值表明重建结果具有较高的可信度。与基于观测资料计算的SAM指数和其他代用指标重建的SAM指数相比，因冰芯资料分辨率高，物理意义更加明确，本文重建的SAM序列可靠性更高。功率谱分析的结果表明过去300年SAM有显著的3-7年和9.1年的年际振荡周期，以及14.3年的年代际振荡周期。小波分析的结果表明过去的300年，SAM指数的年际和年代际周期信号有明显的随时间演变的特征，而且显示出较为明显的22年和32年的年代际周期振荡。本论文研究发现SAM指数的变化较为准确地记录了赤道地区强火山喷发事件，阐明了火山事件对SAM变化的可能影响。伴随着全球变暖与臭氧损耗现象，近50年来SAM向正位相转变，其上升趋势在过去近300年中是前所未见的。