天山山脉对流层大气温湿要素的季节与长期变化,是研究新疆区域气候与资源环境的基础。根据1976—2017年期间天山山脉周围6个气象站探空观测资料,采用时空分析等方法,研究了天山山脉对流层中标准层月平均假相当位温、混合比以及抬升指数季节与年际时空变化与机制。各层假相当位温季节与年际变化存在2种时空模态,850 h Pa层假相当位温模态季节周期变化以非对称型分量为主,700、500、400 h Pa层假相当位温模态季节周期变化为准对称型分量。各层假相当位温模态垂直传播过程存在绝热与非绝热形态。各层混合比季节与年际变化存在2、3种时空模态,850、700 h Pa层混合比模态季节周期变化以准对称型分量为主; 500、400 h Pa层混合比模态季节周期变化以非对称型分量为主,各层混合比模态季节与年际变化的主要影响机制是水汽蒸发-凝结、输送过程,并且季节周期变化位相从低层传播至高层。抬升指数季节与年际变化存在2种时空模态,天山南坡地区7—9月份;北坡地区5—6月份大气层结状况最易于发生强对流天气。天山山脉对流层热湿结构年际变化出现显著线性趋势变化,目前天山山脉对流层热湿结构和大气不稳定层结易于发生异常旱涝灾害以及冰雪消融。